PLZT透明陶瓷的微区组分调控及梯度设计与电光性能研究

镧掺杂锆钛酸铅(PLZT)透明陶瓷因其优异的光学透明性和电光效应,在现代光通信和高能激光技术等领域具有重要应用前景。然而PLZT透明陶瓷的电光性能对环境温度变化非常敏感,增加了其在宽温度范围电光调制器中的应用难度。本文围绕PLZT(10/65/35)透明陶瓷开展了材料铁电、介电及电光性能随温度变化的相关研究,通过对关键掺杂离子La^(3+)含量的微区调控和构建一定分布梯度,改善材料的电光性能及其温度稳定性。通过传统氧气氛热压烧结获得系列纯钙钛矿相结构的PLZT陶瓷,材料显微结构均匀致密;所有样品均呈现良好的光学透过率(52%~60%,λ=632.8 nm);随着La^(3+)含量微量增加,PLZT陶瓷的介电峰谱弛豫性增大,同时微区La^(3+)组分波动性增强的0-3复合和2-2复合PLZT陶瓷的介电温谱谱峰显著展宽且介电常数峰值提高;随温度的升高,陶瓷样品的铁电电滞回线(P-E)中最大极化值(P max)、剩余极化值(P r)和矫顽力场强(E c)逐渐减小;0-3复合和2-2复合PLZT(10/65/35)陶瓷的铁电极化值P max比均匀混合PLZT(10/65/35)陶瓷明显提高,且其等效二次电光系数在弥散相变温区显著增加。