Влияние вакансий калия на реверс структуры доменов кристалла KTiOPO4

С быстрым развитием науки о квантовой информации растёт интерес к разработке высокопроизводительных источников квантовой запутанности. На основе принципа квазисовподения фаз (quasi-phase matching, QPM) периодически полированные KTiOPO4 (PPKTP) широко используются для генерации пар запутанных фотонов посредством процесса спонтанного параметрического расщепления (SPDC). Однако механизм реверса ферроэлектрических доменов в кристаллах KTiOPO4 изучен слабо и представляет серьёзную проблему для получения высококачественного PPKTP. В настоящем исследовании мы провели эксперименты по реверсу доменов в кристаллах KTiOPO4, выращенных в флюсе, с различным содержанием калия. В кристаллах KTiOPO4 с вакансиями калия при поляризующем электрическом поле происходила миграция калия, что вызывало изменение удельного сопротивления. Результаты показывают, что миграция калия, связанная с вакансиями калия, играла ключевую роль в управляемом реверсе доменной структуры кристалла KTiOPO4. Без какой-либо химической или физической обработки нам удалось получить PPKTP с периодами от 10 до 46.2 μm при комнатной температуре и подтвердить их нелинейные свойства SPDC. Наши результаты свидетельствуют о том, что наличие вакансий ионов калия существенно влияет на реверс доменной структуры KTiOPO4, подчёркивая важность получения высококачественных кристаллов с пониженным содержанием вакансий K для достижения превосходного качества PPKTP.