2015.er3ho3yb3摻雜psnpmnpt晶體的生長與表征

1、密級(jí)無分類號(hào)TB34碩士學(xué)位論文作者：作者：黑體黑體4號(hào)指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：申請(qǐng)學(xué)位學(xué)科：申請(qǐng)學(xué)位學(xué)科：2017年5月10日XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY題目:Er3Ho3Yb3摻雜PSNPMNPT晶體的生長與表征材料加工工程惠增哲教授何愛國何愛國Er3Ho3Yb3摻雜摻雜PSNPMNPT晶體的生長與表征晶體的生長與表征學(xué)科：科：材料加工工程研究生簽字：研究生簽字：指導(dǎo)教師簽字：指導(dǎo)教師簽字：摘要Pb(Sc12

2、Nb12)O3Pb(Mg13Nb23)O3PbTiO3[PSNPMNPT]鐵電單晶具有優(yōu)異的鐵電、壓電、熱釋電及電致應(yīng)變特性，近年來受到科研人員的極大關(guān)注。然而弱的光學(xué)性能極大限制了晶體在彩色顯示器、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、短波長激光器等光學(xué)元器件和光電耦合器件中的應(yīng)用。本文引入稀土離子Er3、Ho3和Yb3，利用晶體場(chǎng)作用下稀土離子的發(fā)光來使晶體獲得一定的光學(xué)性能，同時(shí)研究稀土離子對(duì)晶體結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的影響，以及分析晶體生長過程中可能存在的生

3、長機(jī)制。首先，采用高溫溶液法成功生長了純PSNPMNPT和稀土離子（Er3、Ho3、Er3Yb3和Ho3Yb3）摻雜的PSNPMNPT晶體。XRD測(cè)試結(jié)果表明：所生長的晶體均為純的鈣鈦礦相結(jié)構(gòu)，稀土離子進(jìn)入晶體后沒有形成任何雜相，但使晶格產(chǎn)生一定程度的畸變。SEM分析揭示了晶體典型的層狀生長機(jī)制，在Ho3摻雜體系中觀察到了“搭橋式”生長的存在。電學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明三元PSNPMNPT具有更高的鐵電順電相變溫度（TFP~169℃），克服了

4、二元PMNPT低相變溫度（TFP~150℃）的不足；Ho3Yb3離子的摻入使晶體的介電常數(shù)由2389增加到3180，損耗減小了0.7%；Er3摻雜體系晶體沿最優(yōu)方向壓電常數(shù)的最小值為1740pCN。稀土離子的摻入，誘導(dǎo)晶體在可見近紅外波段具有了光吸收性能。在波長980nm激光激發(fā)下，晶體實(shí)現(xiàn)了由近紅外到綠光和紅光的上轉(zhuǎn)換發(fā)射。Yb3的加入，使Er3、Ho3摻雜體系的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度分別增加了一個(gè)和三個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)使Er3、Ho3摻雜晶體的