Abstract
We have carried out the measurements of complex dielectric constants with impedance/gain-phase analyzer using capacitor method and the experiments of high temperature X-ray powder diffraction with X-ray diffractometer using ${\theta}-2{\theta}$ scan method for the KTP single crystal which has the premium nonlinear optical properties. From the results of high temperature X-ray powder diffraction experiments, we have found that KTP does not undergo structural phase transition below $900^{\circ}C$. It is clear that KTP undergoes structural phase transition around $900^{\circ}C$ and belongs to orthorhombic above $900^{\circ}C$ still. However, we have applied phenomenological relation of dielectric relaxation to the results of complex dielectric measurement and have found that relaxation mechanism of KTP well satisfies the Cole-Cole relation over the temperature range from $-78^{\circ}C$ to $200^{\circ}C$. And also the relaxation time well satisfies the Vogel-Fulcher relation. It is regarded that the hopping and thermally activated diffusion mechanism may control the conduction behavior of KTP above $200^{\circ}C$.
비선형광학 단결정 KTP에 대해 고온 분말 X-선 회절실험과 복소 유전상수 측정실험 등을 수행하였다. 고온분말 X-선 회절 실험 결과를 Lipson과 Cohen의 해석적 방법을 사용하여 분석하였으며, 그 결과 $900^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 어떠한 구조상전이도 없음을 확인하였다. 그리고 KTP는 $900^{\circ}C$ 이상에서 구조상전이가 있으며, 상전이 온도 이상의 온도영역에서도 직방정계(orthorhombic)에 속함을 확인하였다. 한편, 복소 유전상수 측정결과를 현상론적인 유전완화식에 적용하였으며, 이로부터 $K^+$ 이온의 hopping에 의한 KTP의 유전완화 mechanism은 $-78^{\circ}C$부터 $200^{\circ}C$까지 단일모드로 Cole-Cole relation을 만족함을 알았다. 이때 완화시간은 Vogel-Fulcher relation을 따르고 있으며, $200^{\circ}C$ 이상의 온도영역에서는 hopping mechanism과 더불어 열적으로 활성화된 확산 mechanism이 KTP의 전도특성을 지배하는 것으로 보인다.