Вибрационные свойства семейства кристаллов титилфосфата калия

Семейство кристаллов титилфосфата калия (KTiOPO4) представляет собой перспективный класс материалов для приложений в квантовой и нелинейной оптике. Создание низкорассеяющих оптических волноводов, а также высококачественных периодически поляризованных ферроэлектрических доменных структур требует глубокого понимания свойств материала и кристаллической структуры. В этом отношении рамановская спектроскопия предоставляет возможность изучать и визуализировать доменные структуры, деформации, дефекты и локальный стехиометрический состав, которые все влияют на характеристики устройств. Тем не менее точная интерпретация рамановских спектров и их изменений при наличии экзогенных и эндогенных дефектов требует тщательного сопоставления рамановских мод с соответствующими кристаллографическими особенностями, что до настоящего времени выполнено лишь частично на основе феноменологического моделирования. Для решения этой задачи мы рассчитали фононные спектры титилфосфата калия и родственных соединений — титилфосфата рубидия (RbTiOPO4) и титиларсената калия (KTiOAsO4) — на основе теории функционала плотности и сравнили их с экспериментальными данными. В целом это позволило сопоставить различные спектральные особенности с собственными модами подсистем решетки с улучшенной детализацией по сравнению с предыдущими назначениями. В то же время анализ показывает, что не все особенности спектров еще можно однозначно объяснить. Возможным объяснением может быть влияние дефектов или дальнодействующих полей, не учтенных в моделировании, которое играет ключевую роль в формировании рамановского спектра. В заключение, настоящая работа предоставляет улучшенную основу для понимания вибрационных свойств в семействе материалов KTiOPO4.