鈮酸鋰晶體熱釋電性能提高的研究.pdf

1、紅外探測(cè)是一個(gè)很重要的研究領(lǐng)域。熱釋電紅外探測(cè)器與其他類型的紅外探測(cè)器相比,由于具有成本低廉、光譜響應(yīng)寬、無需制冷等顯著優(yōu)點(diǎn),因而在軍事和民用領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,如紅外制導(dǎo)、人體探測(cè)、溫度測(cè)量等。特別是近年來隨著武器裝備中紅外成像探測(cè)以及人體探測(cè)傳感器在自動(dòng)節(jié)能燈具、智能玩具、安防等方面的大量應(yīng)用,熱釋電材料的研究也得到了迅速發(fā)展。在民用紅外探測(cè)領(lǐng)域中,目前應(yīng)用最為廣泛的紅外探測(cè)材料是鋯鈦酸鉛(PZT)陶瓷,它可以工作在9.4微米,

2、與人體紅外輻射中心波長一致。但是由于這種材料含鉛,不符合歐盟RoHS(RestrictionofHazardousSubstances)環(huán)保指令和中國環(huán)保指令的要求,因此迫切需要尋找到新的環(huán)保熱釋電材料來替代PZT陶瓷。
　　 在目前常用的熱釋電材料中,綜合考慮環(huán)保、材料性能、替代便利程度等因素,有望替代PZT陶瓷的是鈮酸鋰(LiNbO3)晶體和鉭酸鋰(LiTaO3)晶體。鈮酸鋰晶體的諸多性能與鉭酸鋰晶體相似,但由于其熱釋電系數(shù)

3、比較低,所以其熱釋電性能一直沒有受到重視。生長鈮酸鋰晶體的原材料來源豐富、價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、易于加工和制備大晶體,是一種常用的環(huán)保人工晶體材料。通常使用的鈮酸鋰晶體是一種典型的非同成份共熔體,由于缺鋰而導(dǎo)致大量的本征缺陷,通過摻入不同的元素后,會(huì)呈現(xiàn)出更優(yōu)越的物理性能。
　　 本文主要針對(duì)設(shè)法提高鈮酸鋰晶體的熱釋電性能開展工作,通過對(duì)晶體施以摻雜和改變鋰鈮比處理,系統(tǒng)研究了這兩種方法對(duì)鈮酸鋰晶體熱釋電性能的影響,主要工作如下:

4、
　　 1、用提拉法生長了同成分鈮酸鋰晶體和各種不同摻雜的鈮酸鋰晶體,并對(duì)晶體進(jìn)行了退火和單疇化處理。
　　 2、采用改進(jìn)的汽相輸運(yùn)平衡技術(shù)(VTE),制備出近化學(xué)計(jì)量比的鈮酸鋰晶片,并對(duì)其組分進(jìn)行了檢測(cè)。
　　 3、使用動(dòng)態(tài)法熱釋電系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)制備的各個(gè)樣品進(jìn)行了熱釋電系數(shù)的測(cè)試。
　　 4、以實(shí)際的測(cè)試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析了摻雜和改變組分處理對(duì)鈮酸鋰晶體熱釋電系數(shù)的影響,并對(duì)鈮酸鋰晶體熱釋電性能提高的機(jī)