摻錳近化學(xué)計(jì)量比鈮酸鋰晶體生長(zhǎng)及其結(jié)構(gòu)與光折變性能.pdf

1、摘要..........口..臼..摘要本研究采用助熔劑法生長(zhǎng)出無(wú)宏觀缺陷、光學(xué)均勻性較好的摻錳近化學(xué)計(jì)量比妮酸鏗晶體。探索出生長(zhǎng)化學(xué)計(jì)量比妮酸鏗晶體合適的工藝條件和增大晶體生長(zhǎng)溫度梯度的工藝方法，闡明了大的溫度梯度以及延長(zhǎng)提拉前恒溫時(shí)間對(duì)生長(zhǎng)化學(xué)計(jì)量比妮酸鏗晶體的重要性。通過(guò)晶體粉末的X一射線熒光光譜法測(cè)試、晶體粉末的X一射線衍射測(cè)試、晶體的紅外吸收光譜測(cè)試、紫外一可見(jiàn)吸收光譜測(cè)試，揭示了錳離子對(duì)近化學(xué)計(jì)量比妮酸鏗晶體微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)

2、律。研究表明，Mn2的分凝系數(shù)隨著摻錳量的增加稍有變小的趨勢(shì)在不同摻錳量的情況下，助熔劑法生長(zhǎng)的摻錳妮酸銼晶體均保持原有的晶格結(jié)構(gòu)，但晶格常數(shù)有所變化，非摻雜近化學(xué)計(jì)量比妮酸鏗晶體的晶格常數(shù)比同成分錫酸鏗晶體的晶格常數(shù)小，隨摻錳量的增大，晶格常數(shù)有增大的趨勢(shì)通過(guò)助熔劑法生長(zhǎng)的非摻雜和摻錳妮酸鏗晶體的妮鏗比均為近化學(xué)計(jì)量比，錳的摻雜沒(méi)有破壞妮酸鏗晶體的近化學(xué)計(jì)量比晶體結(jié)構(gòu)，隨著錳摻雜量的增加，各樣品在3481cms處的吸收峰增強(qiáng)，說(shuō)明樣品

3、的本征缺陷增加，偏離化學(xué)計(jì)量比的程度增大，摻雜錳離子取代更多鏗離子而占據(jù)鏗位，并且，在較高的摻雜濃度下，這一占位方式?jīng)]有變化。氧化和還原處理，對(duì)晶體的紫外一可見(jiàn)光譜的影響具有一定規(guī)律性。隨著摻錳量的增大，晶體的居里溫度升高。助熔劑法生長(zhǎng)的非摻雜和摻錳妮酸鏗晶體均具有單疇結(jié)構(gòu)，錳離子的摻雜對(duì)晶體的疇結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響。因此無(wú)需極化處理，可直接進(jìn)行光折變性能的實(shí)驗(yàn)研究。隨著摻錳濃度的提高，摻錳近化學(xué)計(jì)量比妮酸鏗晶體的衍射效率增大，響應(yīng)時(shí)間增加。對(duì)

4、于同一個(gè)摻錳近化學(xué)計(jì)量比妮酸鏗晶體樣品，從氧化態(tài)到生長(zhǎng)態(tài)再到還原態(tài)，其衍射效率逐漸降低，而記錄時(shí)間和擦除時(shí)間卻有所縮短。對(duì)晶體的非擦除讀出實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)寫入時(shí)，采用紫外光和HeNe激光共同照射，讀出時(shí)，采用HeNe激光照射，能實(shí)現(xiàn)非擦除讀出。本文還測(cè)量了晶體不同角度的衍射效率，并將其代入迭代程序，從而計(jì)算了晶體的光折變場(chǎng)強(qiáng)。計(jì)算結(jié)果表明，隨著摻雜錳離子濃度的增加，光生伏特場(chǎng)Eph逐漸大于擴(kuò)散場(chǎng)Ed，從而光生伏特場(chǎng)逐漸起主要作用，飽和場(chǎng)

5、也逐漸增大，但對(duì)空間電荷場(chǎng)的影響不大。AbstractAbstractTheMnOdopednearstoichmetricLiNb03crystalsweregrownbythetopseededsolutiongrowth(TSSG)methodbyaddingK20fluxtoLi20Nb2O5meltandthecrystalshavenomacroscopicdefectandhavegoodopticalhomogeneit

6、y.TheappropriatetechnologicalconditionsforgrowingundopedandMnOdopednearstoichiometricLiNbO3crystalswereselected.Themethodtoincreasethetemperaturegradienceandavoidmacrodefectsofstoichiometric.LiNb03crystalswerediscussedin

7、detail.TheconcentrationoftheMn2inthedopedSLNcrystalswasmeasuredbyXrayfluorescencespectramethod.TheresultsshowedthattheconcentrationofMn21ionswaslessthanthatintherawmaterialsandthesegregationcoefficientofMn2decreasedwitht

8、heMn2dopingconcentrationincreasing.ThedependenceofthethiftoftheabsorptionedgeintheUVVisabsorptionandtheabsorptionbandintheIRabsorptionspectraonMnOdopingconcentrationintherawmaterialswasinvestigated.Theresultsshowedthatin

9、theMnOdopedSLNcrystalsmanganeseionsreplacedLiattheLisiteanddidnotdestroythestoichiometricstructureofthecrystalstheintrinsicdefectsofthecrystalsincreasedwiththeMnOdopingconcentrationincreasing.Thetreatmentsofoxidationandr

10、eductiontothecrystalshadefectontheUVVisabsorptionspectra.FrompowdersofthecrystalstheXraydifractionexperimentwascarriedout.TheresultsshowedthattheundopedandMnOdopednearstoichmetricLiNb03crystalsheldthesamelatticestructure

11、asthepurecongruentLiNb03crystals.ThelatticeconstantsoftheundopedandMnOdopedstoichmetricLiNb03crystalshadcomparablechange.ThelaticeconstantsoftheundopedSLNcrystalweresmallerthanthatoftheundopedCLNcrystalandthelatticeconst

12、antsoftheMnOdopedSLNcrystalsincreasedwiththeMnOconcentrationincreasing.TheresultsofdomainstructureobservationshowedthatalltheundopedandMnOdopedSLNcrystalshadsingledomainstructuresothesamplesdidnotneedpolarizationtreatmen