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Lithium niobate

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225: 170: 898:
tweezing action is constrained to the illuminated area. The effect is based on the very high electric fields generated during light exposure (1–100 kV/cm) within the illuminated spot. These intense fields are also finding applications in biophysics and biotechnology, as they can influence living organisms in a variety of ways. For example, iron-doped lithium niobate excited with visible light has been shown to produce cell death in tumoral cell cultures.
35: 1568: 719: 1274: 1289: 538: 44: 1026: 1845: 897:
In the past few years lithium niobate is finding applications as a kind of electrostatic tweezers, an approach known as optoelectronic tweezers as the effect requires light excitation to take place. This effect allows for fine manipulation of micrometer-scale particles with high flexibility since the
1007:
However, due to its low photorefractive damage threshold, PPLN only finds limited applications, namely, at very low power levels. MgO-doped lithium niobate is fabricated by periodically poled method. Periodically poled MgO-doped lithium niobate (PPMgOLN) therefore expands the application to medium
1563:{\displaystyle n_{e}^{2}\approx 5.39121+4.968\times 10^{-7}f+{\frac {0.100473+3.862\times 10^{-8}f}{\lambda ^{2}-(0.20692-0.89\times 10^{-8}f)^{2}}}+{\frac {100+2.657\times 10^{-5}f}{\lambda ^{2}-11.34927^{2}}}-(1.544\times 10^{-2}+9.62119\times 10^{-10}\lambda )\lambda ^{2},} 799:
nanoparticles during the controlled hydrolysis of the LiH excess. Spherical nanoparticles of lithium niobate with a diameter of approximately 10 nm can be prepared by impregnating a mesoporous silica matrix with a mixture of an aqueous solution of
604:. Its single crystals are an important material for optical waveguides, mobile phones, piezoelectric sensors, optical modulators and various other linear and non-linear optical applications. Lithium niobate is sometimes referred to by the brand name 1269:{\displaystyle n_{e}^{2}\approx 5.35583+4.629\times 10^{-7}f+{\frac {0.100473+3.862\times 10^{-8}f}{\lambda ^{2}-(0.20692-0.89\times 10^{-8}f)^{2}}}+{\frac {100+2.657\times 10^{-5}f}{\lambda ^{2}-11.34927^{2}}}-1.5334\times 10^{-2}\lambda ^{2},} 1612: 2665:
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After a crystal is grown, it is sliced into wafers of different orientation. Common orientations are Z-cut, X-cut, Y-cut, and cuts with rotated angles of the previous axes.
2270:"ChemIDplus – 12031-63-9 – PSVBHJWAIYBPRO-UHFFFAOYSA-N – Lithium niobate – Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information" 1840:{\displaystyle {n^{2}\approx a_{1}+b_{1}f+{\frac {a_{2}+b_{2}f}{\lambda ^{2}-(a_{3}+b_{3}f)^{2}}}+{\frac {a_{4}+b_{4}f}{\lambda ^{2}-a_{5}^{2}}}-a_{6}\lambda ^{2},}} 3154: 3010:
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274: 5923: 3346: 4996: 3513: 5890: 4895: 5839: 5813: 5793: 2585: 3395: 3290: 2772: 2408: 2127: 6282: 6292: 949:
can be achieved by electrical poling with periodically structured electrode. Controlled heating of the crystal can be used to fine-tune
3303: 2433: 2375: 239: 779:
spontaneous oxidation into low-valence niobium nano-oxides. These niobium oxides are exposed to air atmosphere resulting in pure Nb
6277: 5018: 4937: 4297: 1020:
for the extraordinary index are used to find the poling period and approximate temperature for quasi-phase-matching. Jundt gives
5916: 3339: 3319: 5716: 2845:
García-Cabañes, Angel; Blázquez-Castro, Alfonso; Arizmendi, Luis; Agulló-López, Fernando; Carrascosa, Mercedes (2018-01-30).
127: 3055:"Surface nanoscale periodic structures in congruent lithium niobate by domain reversal patterning and differential etching" 5358: 3439: 942: 871: 558: 4648: 3886: 3385: 2623: 2234:
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4840: 3491: 3466: 5909: 5106: 4691: 4411: 3619: 3605: 3595: 3332: 938: 859: 4017: 5418: 5087: 5054: 4902: 4363: 4124: 4112: 4091: 3539: 3421: 4855: 4822: 4399: 3951: 3497: 5069: 4887: 3683: 4192: 4804: 4615: 4144: 2283:
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4008: 6000: 4172: 4160: 3788: 3756: 165: 6267: 5992: 4610: 4551: 4539: 4439: 4044: 3986: 3670: 2674: 986: 671: 5946: 5736: 4527: 4515: 4427: 4378: 3772: 3694: 2497: 6168: 6008: 5980: 5344: 4955: 4703: 4210: 3970: 3715: 837: 4920: 4780: 4503: 4184: 4079: 3836: 5461: 4674: 4662: 3939: 3907: 3818: 3486: 3474: 6207: 6045: 6032: 5808: 5451: 4760: 4715: 4686: 4452: 3931: 3902: 3897: 3848: 3801: 3707: 3699: 3251: 3212: 3165: 3103: 3066: 3019: 2915: 2801: 2635: 2556: 2462: 2339: 2292: 2243: 914: 891: 879: 5441: 4394: 4215: 2679: 2622:
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Grilli, Simonetta; Ferraro, Pietro; De Natale, Paolo; Tiribilli, Bruno; Vassalli, Massimo (2005).
6104: 6069: 6053: 5754: 5572: 5538: 5466: 5446: 5436: 4727: 4444: 3555: 3363: 3267: 3035: 2939: 2905: 2604: 2355: 2308: 2207: 2147: 1017: 771:
can be produced at low temperature. The complete protocol implies a LiH induced reduction of NbCl
745: 624: 436: 5643: 5473: 5667: 3129:
Jundt, Dieter H. (1997). "Temperature-dependent Sellmeier equation for the index of refraction
963:= 27 pm/V. Quasi-phase-matching gives maximum efficiencies that are 2/π (64%) of the full 6287: 6272: 6188: 6144: 6061: 6016: 5932: 5724: 5592: 5315: 5172: 4978: 4875: 4768: 4751: 4743: 4584: 4572: 4486: 4481: 4285: 4231: 3998: 3853: 3809: 3565: 3431: 3355: 3299: 3181: 2992: 2984: 2931: 2878: 2827: 2792:: A photovoltaic substrate for massive parallel manipulation and patterning of nano-objects". 2788:
Carrascosa, M.; García-Cabañes, A.; Jubera, M.; Ramiro, J. B.; Agulló-López, F. (2015). "LiNbO
2768: 2745: 2692: 2519: 2478: 2429: 2404: 2371: 2113: 994: 887: 841: 833: 768: 406: 147: 5956: 5951: 5870: 5741: 5577: 5293: 5227: 5154: 4792: 4653: 4563: 4469: 4003: 3915: 3881: 3735: 3461: 3259: 3220: 3173: 3111: 3074: 3027: 2974: 2923: 2868: 2858: 2817: 2809: 2735: 2727: 2684: 2643: 2596: 2564: 2509: 2470: 2396: 2347: 2300: 2251: 2197: 918: 863: 829: 644: 628: 589: 452: 373: 351: 297: 5746: 3132: 103: 6085: 6040: 5975: 5880: 5558: 5388: 5279: 5242: 5032: 4967: 4636: 4624: 4596: 4355: 4347: 4321: 4239: 4107: 3865: 3831: 3747: 3723: 3678: 2123: 974: 946: 667: 655:
of the crystal and on temperature. It is transparent for wavelengths between 350 and 5200
640: 3255: 3216: 3169: 3107: 3070: 3023: 2919: 2805: 2639: 2560: 2466: 2343: 2296: 2247: 224: 169: 34: 5875: 5139: 4960: 4223: 4205: 4200: 3579: 2740: 2711: 2152: 2137: 950: 883: 867: 726: 632: 620: 529: 416: 2847:"Recent Achievements on Photovoltaic Optoelectronic Tweezers Based on Lithium Niobate" 718: 6261: 5548: 5498: 5264: 5202: 4460: 4338: 4330: 4313: 3271: 3039: 2943: 2608: 2569: 2544: 2211: 2186:"The optical bandgap of lithium niobate (LiNbO3) and its dependence with temperature" 1001: 922: 652: 648: 636: 340: 158: 2359: 2312: 2269: 5865: 5803: 5373: 5187: 5124: 4941: 2132: 764: 480: 191: 3224: 2545:"Epitaxial growth of lithium niobate thin films by the solid source MOCVD method" 836:. Due to its large electro-mechanical coupling, it is the material of choice for 5706: 5611: 5426: 2450: 2118: 875: 515: 424: 2651: 2202: 2185: 886:
for gigahertz frequencies, etc. It is an excellent material for manufacture of
5701: 5687: 5677: 5672: 5633: 5543: 5488: 5478: 4950: 3263: 2400: 2351: 1280: 956:
Periodic poling uses the largest value of lithium niobate's nonlinear tensor,
934: 828:
Lithium niobate is used extensively in the telecommunications market, e.g. in
691: 312: 138: 2988: 2935: 2882: 2831: 2482: 748:) can be transferred to or grown on sapphire and other substrates, using the 616:
Lithium niobate is a colorless solid, and it is insoluble in water. It has a
5798: 5648: 5638: 5587: 5582: 5493: 3377: 3295: 2451:"Fabrication of single-crystal lithium niobate films by crystal ion slicing" 953:
in the medium due to a slight variation of the dispersion with temperature.
913:) is a domain-engineered lithium niobate crystal, used mainly for achieving 749: 703: 656: 3185: 2996: 2749: 2696: 2624:"Lithium niobate nanowires: synthesis, optical properties and manipulation" 2523: 3031: 2688: 5662: 5597: 5503: 3177: 2863: 2846: 2514: 978: 847: 756:
process. The technology is known as lithium niobate on insulator (LNOI).
617: 412: 362: 2873: 2822: 2326:
Staebler, D.L.; Amodei, J.J. (1972). "Thermally fixed holograms in LiNbO
1577:= 25 to 180 °C, for wavelengths λ between 2.8 and 4.8 micrometers. 5885: 5533: 5518: 5456: 2979: 2958: 2731: 2304: 2108: 699: 683: 597: 593: 578: 575: 330: 178: 59: 52: 3115: 3079: 3054: 2927: 2813: 2647: 2600: 4054: 2474: 2393:
Lithium Niobate: Defects, Photorefraction and Ferroelectric Switching
2255: 695: 687: 663: 601: 581: 66: 5901: 3324: 674:(also known as photorefractive damage). Other available dopants are 528:
Except where otherwise noted, data are given for materials in their
17: 2959:"Tumour cell death induced by the bulk photovoltaic effect of LiNbO 2910: 4039: 1599:
More generally for ordinary and extraordinary index for MgO-doped
990: 856: 753: 717: 707: 126: 116: 43: 4251: 1279:
valid from 20 to 250 °C for wavelengths from 0.4 to 5 
679: 675: 5905: 3328: 1000:
The periodic-poling technique can also be used to form surface
473:α = 62.057°, β = 62.057°, γ = 60° 2586:"Lithium niobate-on-insulator (LNOI): Status and perspectives" 3203:
crystal using mid-infrared difference-frequency generation".
933:
direction, with a period of typically between 5 and 35 
890:. It's also used in the making of optical spatial low-pass ( 208: 2973:(6). Springer Science and Business Media LLC: 956–963. 546: 2593:
Silicon Photonics and Photonic Integrated Circuits III
2584:
Hu, Hui; Yang, Jin; Gui, Li; Sohler, Wolfgang (2012).
647:
polarizability. Lithium niobate has negative uniaxial
3135: 2285:
Applied Physics A: Materials Science & Processing
1615: 1292: 1029: 258:
InChI=1/Li.Nb.3O/q+1;;;;-1/rLi.NbO3/c;2-1(3)4/q+1;-1
6200: 6097: 6025: 5968: 5939: 5781: 5715: 5417: 4936: 3362: 2368:
Landmark Papers On Photorefractive Nonlinear Optics
820:followed by 10 min heating in an infrared furnace. 3148: 1839: 1562: 1268: 937:. The shorter periods of this range are used for 190: 4951:Hemolithin (extraterrestrial protein) 102: 81:Lithium niobium oxide, lithium niobium trioxide 5917: 3340: 2428:. London, United Kingdom: INSPEC. p. 8. 840:devices. For some uses it can be replaced by 722:A Z-cut, single-crystal lithium-niobate wafer 8: 2967:Photochemical & Photobiological Sciences 345:1,240 °C (2,260 °F; 1,510 K) 6197: 5924: 5910: 5902: 3347: 3333: 3325: 1852: 729:of lithium niobate can be grown using the 223: 168: 146: 26: 3140: 3134: 3078: 2978: 2909: 2872: 2862: 2821: 2739: 2678: 2667:Journal of Nanoscience and Nanotechnology 2568: 2513: 2391:Volk, Tatyana; Wohlecke, Manfred (2008). 2201: 1827: 1817: 1801: 1796: 1783: 1768: 1755: 1748: 1736: 1723: 1710: 1694: 1679: 1666: 1659: 1647: 1634: 1621: 1616: 1614: 1551: 1532: 1510: 1485: 1472: 1454: 1435: 1423: 1407: 1379: 1361: 1342: 1327: 1302: 1297: 1291: 1257: 1244: 1222: 1209: 1191: 1172: 1160: 1144: 1116: 1098: 1079: 1064: 1039: 1034: 1028: 902:Periodically poled lithium niobate (PPLN) 5891:Environmentally friendly red light flare 3640: 3636: 3626: 3622: 3612: 3608: 3598: 3532: 2094: 2087: 1602: 851: 584: 2164: 795:is converted into lithium niobate LiNbO 279: 244: 219: 5794:Heteroatom-promoted lateral lithiation 159: 3291:CRC Handbook of Chemistry and Physics 2716:nanoparticles in a mesoporous matrix" 2366:Yeh, Pochi; Gu, Claire, eds. (1995). 2170: 2168: 251:Key: GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 7: 2963::Fe under visible light irradiation" 1592:+ 570.82), λ is in micrometers, and 744:Thin-film lithium niobate (e.g. for 3320:Inrad data sheet on lithium niobate 2720:Beilstein Journal of Nanotechnology 2595:. Vol. 8431. pp. 84311D. 925:domains point alternatively to the 261:Key: GQYHUHYESMUTHG-YHKBGIKBAK 181: 1283:, whereas for longer wavelengths, 907:Periodically poled lithium niobate 25: 2370:. World Scientific. p. 182. 3288:Haynes, William M., ed. (2016). 536: 42: 33: 3156:in congruent lithium niobate". 532:(at 25 °C , 100 kPa). 1733: 1703: 1544: 1497: 1420: 1388: 1157: 1125: 997:, and some organic materials. 943:optical parametric oscillation 872:optical parametric oscillators 651:which depends slightly on the 62:      55:      1: 5881:Magnesium–lithium alloys 2904:(4). AIP Publishing: 041101. 2800:(4). AIP Publishing: 040605. 2710:Grigas, A; Kaskel, S (2011). 2426:Properties of Lithium Niobate 2184:Zanatta, A.R. (August 2022). 3225:10.1016/j.optcom.2006.06.082 2570:10.1016/0022-0248(95)00570-6 2143:Laser-heated pedestal growth 941:, while the longer ones for 672:resistance to optical damage 6283:Nonlinear optical materials 5550:Lithiophilite  LiMnPO 504:or concentration (LD, LC): 317:147.846 g/mol 248:InChI=1S/Li.Nb.3O/q+1;;;;-1 6309: 6293:Second-harmonic generation 2395:. Springer. pp. 1–9. 2236:Journal of Applied Physics 2203:10.1016/j.rinp.2022.105736 939:second-harmonic generation 878:devices for lasers, other 5650:Spodumene  LiAl(SiO 5560:Lithiophosphate  Li 5480:Eucryptite  LiAlSiO 3264:10.1007/s00340-008-2998-2 2765:Lithium Niobate Photonics 2549:Journal of Crystal Growth 2543:Feigelson, R. S. (1996). 2401:10.1007/978-3-540-70766-0 2352:10.1080/00150197208235297 1858: 1855: 973:Other materials used for 752:(ion slicing) process or 526: 500: 495: 466: = 0.51501 nm, 462: = 0.51501 nm, 399: 290: 270: 235: 86: 78: 73: 41: 32: 5789:Aluminium–lithium alloys 5679:Triphylite  LiFePO 5613:Pezzottaite  Cs(Be 2091:(CLN) and stochiometric 981:inorganic crystals like 787:. Finally, the stable Nb 6278:Ferroelectric materials 5505:Jadarite  LiNaSiB 3096:Applied Physics Letters 3059:Applied Physics Letters 2898:Applied Physics Reviews 2794:Applied Physics Reviews 2628:Applied Physics Letters 2455:Applied Physics Letters 767:of lithium niobate and 662:Lithium niobate can be 470: = 0.54952 nm 5599:Petalite  LiAlSi 5520:Keatite  Li(AlSi 4956:Organolithium reagents 3150: 1841: 1564: 1270: 987:periodically poled KTP 970:, about 17 pm/V. 723: 670:, which increases its 3205:Optics Communications 3151: 3149:{\displaystyle n_{e}} 3032:10.1007/s003400100623 2763:Toney, James (2015). 2689:10.1166/jnn.2009.1087 1842: 1565: 1271: 838:surface acoustic wave 721: 5689:Zabuyelite  Li 3178:10.1364/OL.22.001553 3133: 2864:10.3390/cryst8020065 2515:10.1364/oe.20.002974 2424:Wong, K. K. (2002). 1613: 1290: 1027: 915:quasi-phase-matching 855:. Other uses are in 3256:2008ApPhB..91..343G 3217:2006OptCo.268..110D 3170:1997OptL...22.1553J 3108:2006ApPhL..89m3111F 3071:2005ApPhL..87w3106G 3024:2001ApPhB..73..111M 2920:2018ApPRv...5d1101B 2806:2015ApPRv...2d0605C 2712:"Synthesis of LiNbO 2640:2009ApPhL..95n3105G 2561:1996JCrGr.166....1F 2467:1998ApPhL..73.2293L 2344:1972Fer.....3..107S 2297:1985ApPhA..37..191W 2248:1993JAP....74.3080W 2128:engineering aspects 1806: 1580:In these equations 1573:which is valid for 1307: 1044: 1018:Sellmeier equations 1012:Sellmeier equations 746:optical wave guides 731:Czochralski process 522:8 g/kg (oral, rat) 352:Solubility in water 29: 5809:Lithium medication 5467:Fluor-liddicoatite 5383: Vinyllithium 3146: 2980:10.1039/c0pp00336k 2857:(2). 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