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铌酸锂晶体(LiNbO3，LN)的很多物理特征与其本身的组分和晶格缺陷有着密切的关系。气相输运平衡(VTE)是改变铌酸锂晶体组分的一种实用，有效的方法。目前有关采用气相输运平衡制备富锂/缺锂LiNbO3晶体的报道很多。本论文以此为主要的实验技术，研究了其对于铌酸锂晶体的微观影响和表现出的特性。
以掺有MgO的铌酸锂晶体为主要研究对象，分别从晶体的生长，晶相，晶体组分表征技术方面讨论了MgO：LN的物理性质。
接下来，对于MgO：LN的折射率模型进行了讨论。通过建立晶体的缺陷结构模型，分别讨论Nb占Nb位，Nb占Li位，Mg占Li位，等离子体基元和声子对于折射率的影响，最终确定了普适的Sellmeier方程(也同样适用于LN)。该方程的适用范围：Mg浓度0～9mol％，波长范围400～>1200nm，温度范围-50～>250℃。其计算得到折射率的最大误差约为0.002。
以此为基础，研究了富锂VTE对同成份MgO(5mol％)：LN晶片表面折射率的影响。结果显示，表面寻常光折射率no受VTE过程的影响很大，包括随VTE时间的变化趋势和折射率变化幅度；表面异常光折射率ne受VTE的影响与no相似，但幅度变化要小。
SIMS研究表明，在VTE初期，MgO扩散至晶片表面，导致表面浓度随深度的分布不均匀，并与VTE时间有关。NAA结果显示，Mg离子几乎没有从晶体中蒸发出去。随着VTE时间的延长，Li浓度趋向平衡，表面部分Mg离子扩散回样品并趋向平衡，导致表面Mg浓度的下降，使得Mg浓度分布更均匀；VTE140h后的样品，在至少10μm的空间范围内，浓度在深度方向是分布均匀的。UV吸收边表明富锂VTE使晶体缺陷数下降，并且提高其中的组分，而没有改变其晶相。
此后，设想了合理的Mg离子的占位机制和掺Mg的LN的晶相。