鋯鐵雙摻鈮酸鋰晶體的生長(zhǎng)及其光折變性能研究.pdf

1、鈮酸鋰晶體（LiNbO3，LN）是一種多功能、多用途的人工晶體材料。在鈮酸鋰晶體晶體中摻入一些過(guò)渡金屬元素（如 Fe、Cu和Mn等），會(huì)增強(qiáng)晶體的光折變效應(yīng)。其中摻鐵鈮酸鋰晶體是光折變體全息存儲(chǔ)的重要材料。在摻鐵鈮酸鋰晶體中共摻某些抗光折變離子，如Mg2+、Zn2+、In3+以及Hf4+，能顯著地提高鈮酸鋰晶體的光折變響應(yīng)速度及抗光散射的能力。近期，Zr4+被發(fā)現(xiàn)為一種新的抗光折變摻雜離子，且摻鋯鈮酸鋰晶體具有比摻鎂及摻鉿鈮酸鋰晶體更加

2、優(yōu)異的抗光折變性能。在LiNbO3：Fe中摻入適當(dāng)濃度的Zr4+，晶體是否能夠表現(xiàn)出優(yōu)于鎂鐵及鉿鐵鈮酸鋰晶體的光折變性能呢?本文就這一問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　 我們利用提拉法生長(zhǎng)了摻Zr濃度分別為1、2、3、4和5mol％，摻Fe量均為0.03wt％的鋯鐵雙摻鈮酸鋰晶體。鋯離子摻雜閾值濃度約為2mol％，閾值低，所要摻入的雜質(zhì)少，易于生長(zhǎng)高品質(zhì)的晶體。全息法及光電導(dǎo)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，。LiNbO3：Fe，Zr具有較高的衍射

3、效率，響應(yīng)時(shí)間比LiNbO3：Fe，Mg縮短了1個(gè)量級(jí)，比LiNbO3：Fe，Hf縮短了五分之四；同時(shí)靈敏度比LiNbO3：Fe，Hf提高了1～2倍；其光電導(dǎo)也比LiNbO3：Fe，Hf高出近一倍，并且隨著摻雜濃度的增大還具有進(jìn)一步增加的趨勢(shì)。當(dāng)摻Zr濃度超過(guò)閾值濃度時(shí)，晶體的紅外吸收譜和紫外-可見(jiàn)光吸收譜顯示Fe離子仍處于Li位上，因此作為光折變敏感中心的Fe2+與Fe2+離子的光學(xué)性質(zhì)不會(huì)發(fā)生變化。同時(shí)，對(duì)LiNbO3：Fe，Zr和