声表面波器件用Y36°切LiTaO_3晶片表面加工研究

采用双晶摆动曲线法测量了钽酸锂晶片的加工损伤层 ,其平均值在 2 6 .2～ 5 2 .8μm之间 ;根据工序要求 ,选取加工余量为 15 0 μm左右 ,采用天然石榴石研磨粉 ,适当的磨料浓度、添加悬浮剂、分散剂以避免产生缺陷 ,并采用化学机械抛光法 ,可获得较高加工质量的声表面波器件用Y36°切LiTaO3

衬底效应对LiTaO_3薄膜制备的影响

用溶胶凝胶法在N型硅、P型硅、石英、铂、镍衬底上制备了钽酸锂(LiTaO3)薄膜,用XRD和SEM对钽酸锂薄膜性能参数进行了表征;发现掺杂少量环氧树脂能提高钽酸锂薄膜的均匀性,改善薄膜与衬底的粘附性;研究了衬底效应与薄膜厚度的关系,薄膜厚度超过0.2μm,Ni衬底的XRD峰值强度几乎不再出现,说明衬底对薄膜初始结晶取向有重要影响;利用不同衬底上生长钽酸锂薄膜,XRD研究结果表明:N型硅、P型硅、石英衬底上只能制备多晶钽酸锂薄膜,铂衬底上制备的钽酸锂薄膜在(012)晶向有强大的择优取向性,镍衬底上制备的钽酸锂薄膜有更好的C轴择优取向性,C轴择优取向系数可达0.082。

LiTaO_3颗粒增韧Al_2O_3陶瓷复合材料的制备与性能

通过冷等静压成型空气气氛下无压烧结把 L i Ta O3压电陶瓷颗粒作为增韧相引入 Al2 O3结构陶瓷 ,结果发现 ,L i Ta O3与 Al2 O3在 130 0℃烧结后能稳定共存 ,L i Ta O3颗粒弥散均匀分布 ;L i Ta O3的加入改善了 Al2 O3陶瓷的烧结性能 ;L i Ta O3颗粒含量适中的 Al2 O3基陶瓷复合材料的力学性能显著提高。

Al2O3颗粒对LiTaO3烧结性的影响

采用氮气保护热压烧结工艺制备纯LiTaO3压电陶瓷和Al2O3/LiTaO3(简称ALT)陶瓷复合材料,Al2O3p的体积分数(%)分别为0,5,10,15,20.加入少量Al2O3p后,LiTaO3致密度显著提高,ALT陶瓷复合材料的致密度均在99.5%以上.反之,LiTaO3p的加入也能明显提高Al2O3的烧结致密度,而且能够显著降低Al2O3的烧结温度.XRD衍射结果表明,该复合材料中只有LiTaO3和Al2O3两相,无反应产物,说明经过1300℃热压烧结,Al2O3p和LiTaO3稳定共存,两者的化学相容性较好.SEM,TEM观察表明,Al2O3p弥散地分布于LiTaO3颗粒的晶界上,两者结合紧密,且材料内部不存在微裂纹,说明两者的热物理相容性也较好.在这个材料体系中,LiTaO3和Al2O3有很好的相容性.

溶胶-凝胶法合成LiTaO_3粉体的烧结和介电性能

采用溶胶凝胶法合成LiTaO3粉体,并探讨溶胶-凝胶过程中的工艺条件对LiTaO3陶瓷制备的影响。结果表明:在CA(柠檬酸):Ta=4:1条件下制备的LiTaO3粉体在1150℃烧结后试样的相对密度可达到92.3%;相对介电常数可达到147,介电损耗低为1.63。

烧结方法对LiTaO_3/Al_2O_3复相陶瓷微观组织及力学性能的影响

为了研究铁电 /压电陶瓷颗粒对结构陶瓷力学行为的影响规律及机理 ,分别采用真空热压烧结法和冷等静压成型无压烧结法制备了稳定共存的LiTaO3/Al2 O3(LTA)复相陶瓷 ,对比研究了其微观组织与力学性能 .结果表明 ,15 0 0℃真空热压烧结制备的LTA复相陶瓷中 ,LiTaO3 相熔化 ,冷却时分布在Al2 O3 基体晶界 ,基体晶粒粗化 ,力学性能较低 ;2 0 0MPa冷等静压成型 ,130 0℃无压烧结制备的LTA复相陶瓷中 ,LiTaO3 颗粒弥散分布 ,基体晶粒细小 ,φ(LiTaO3)为 5 %的LTA复相陶瓷的力学性能显著改善 ,强韧化机理为细晶与压电效应和

质子交换LiTaO_3光波导特性及晶格常数变化

采用气相质子交换方法，在Ｚ－切ＬｉＴａＯ３晶体表面制备平面光滑波导层。样品制备采用２４５℃苯甲酸气体，在 ＬｉＴａＯ３晶体在－Ｃ和＋Ｃ表面交换 ８～２０ 小时。质子交换层在 ＬｉＴａＯ３表面形成，并用棱镜耦合测量波导样品。然后在ＨＦ：ＨＮＯ３酸中用化学方法腐蚀波导层，并用电子显微镜观测光波导层与衬底界面的形貌。用Ｘ射线衍射法，测量ＬｉＴａＯ３质子交换光波层的晶格常数变化。用双晶Ｘ射线测量质子交换（ＰＥ）和退火质子交换（ＡＰＥ）波导层晶格常数的变化。样品的Ｘ射线衍射曲线表明，ＰＥ和ＡＰＥ波导晶格常数的变化不同。实验中，还测量了有无极畴反转ＬｉＴａＯ３晶格常数的改变。

Al_2O_3颗粒对LiTaO_3压电陶瓷增强增韧机制的探讨

采用氮气保护热压烧结工艺制备Al2O3/LiTaO3(简称ALT)陶瓷基复合材料,研究了Al2O3颗粒对LiTaO3压电陶瓷增强增韧的机制。结果表明,ALT陶瓷复合材料的相对密度比烧结纯LiTaO3陶瓷的高得多,且其各项力学性能均有明显的提高;Al2O3的加入起到烧结助剂的作用;Al2O3第二相加入后对LiTaO3压电陶瓷起到弥散强化作用,其增韧机理为ALT复合材料中残余应力场和裂纹偏转增韧。

Al_2O_3含量对Al_2O_3/LiTaO_3复合陶瓷介电性能的影响

采用热压烧结法制备了Al2O3/LiTaO3(ALT)陶瓷复合材料,研究了Al2O3不同体积含量(5vol%、10vol%、15vol%和20vol%)对LiTaO3压电陶瓷介电性能的影响.结果表明:随着频率的增加,不同Al2O3含量的ALT陶瓷复合材料的介电常数和介电损耗均降低,但降低的幅度不同.少量Al2O3(5vol%)的添加既能增大材料的介电常数同时又降低了材料的介电损耗,但是随着Al2O3含量的继续增加,ALT陶瓷复合材料的介电常数和介电损耗都增大,其居里温度先升高后降低.Al2O3作为第二相不但能促进LiTaO3陶瓷烧结致密,而且对ALT陶瓷复合材料的介电性能也有提高.

LiTaO3薄膜红外探测器热分析

利用有限元软件ANSYS对LiTaO3薄膜热释电红外探测器进行热分析;研究了敏感元绝热层的厚度与热导率以及基底的厚度及材料对热分析结果的影响;提出了优化方案,并给出优化前后仿真的对比结果。分析结果表明,探测器的热响应随绝热层的厚度增加而增加,随绝热层的热导率降低而增加。在硅、镍、蓝宝石三种基底材料中,使用蓝宝石的探测器的热响应效果最佳。在绝热层厚度为2μm的情况下,基底的厚度对探测器响应的影响可以忽略。实验测试结果证实了优化模型的有效性。

聚合物前驱体方法低温合成LiTaO_3纳米粉体

采用聚合物前驱体方法,以柠檬酸为配位剂,乙二醇为酯化剂,低温合成纳米LiTaO3粉体。以红外光谱和拉曼光谱研究了柠檬酸与金属离子的配位情况。当柠檬酸和金属离子物质的量的比为2.5∶1、柠檬酸和乙二醇的物质的量比为1∶2时可形成稳定的Li-Ta前驱体溶胶。用差热-热重对凝胶前驱体的热分解历程进行分析,采用X射线衍射和红外光谱对Li-Ta凝胶前驱体及不同温度下煅烧所得粉体的相组成进行分析。结果表明,凝胶前驱体经600℃下煅烧2h可以得到纯钙钛矿型纳米LiTaO3粉体,平均粒径为60-80nm。

LiTaO_3的高温拉曼光谱研究

利用显微共聚焦拉曼光谱技术研究了LiTaO3晶体在298～948K温度范围内的拉曼光谱,通过对其高波数拉曼峰的分析,研究了LiTaO3的相变机制。研究发现,除466.7cm-1峰外,LiTaO3的其余拉曼峰随着温度的升高向低波数方向明显频移;所有拉曼峰的半高宽随着温度的升高逐渐增加,同时拉曼峰的强度逐渐减弱;在933K附近,LiTaO3的三个拉曼峰的消失,表明LiTaO3发生了从低温铁电相到高温顺电相的相变;与此同时,在该温度附近,359.5,385.0以及466.7cm-1峰的半高宽存在超线性增加。研究结果表明,LiTaO3从低温铁电相到高温顺电相的相变是一种混合型相变,其相变过程可逆。

超薄LiTaO_3晶片的键合减薄技术

在制造红外热释电探测器阵列过程中,需要利用超薄钽酸锂(LiTaO3)晶片作为红外热释电探测器件的敏感层。通常LiTaO3晶片的厚度远厚于红外热释电探测器件要求的厚度,所以需要采用键合减薄技术对LiTaO3晶片进行加工处理。键合减薄技术主要包括:苯并环丁烯(BCB)键合、铣磨、抛光、加热剥离、刻蚀BCB。加工后得到面积为10 mm×10 mm、厚度为25μm的超薄单晶LiTaO3薄膜,晶片厚度、表面粗糙度和面形精度比较理想。测得了LT晶片减薄后的热释电系数为1.6×10-4Cm-2K-1。得到的单晶LiTaO3薄膜满足红外热释电探测器敏感层的要求。

LiTaO_3基压电陶瓷的制备与性能研究进展

介绍了LiTaO3的基本性质,综述了LiTaO3基压电陶瓷体系的制备方法、压电铁电性能及应用背景,指出了目前相关研究的重点和难点,并展望了LiTaO3基压电陶瓷今后的研究和发展方向.

LiTaO_3晶体高压结构相变的理论研究

利用基于密度泛函理论的平面波赝势结合局域密度近似的从头算方法，计算了LiTaO3晶体在0～200GPa压力范围内的冷压曲线（P—V／V0）和零温焓，以研究它的高压结构相变．参照同构体UNTO3的高压相结构，对LiTaO3的菱形相（R3c对称群，室温大气压结构）和正交相（Pbnm对称群）进行计算．结果表明，菱形相压缩线与低压冲击实验数据和静压结果符合较好，而正交相压缩线与扣除热压贡献的高压冲击实验数据相符；正交相更难压缩且各轴向的压缩率不同，对应的常态密度比菱形相高约24％．理论预测的相变起始压力约为23GPa．由此可见LiTaO3的冲击高压相具有正交对称性，与LiNbO3的室温高压相类似．

LiTaO_3压电陶瓷烧结工艺的优化

采用氮气保护热压烧结工艺制备LiTaO3压电陶瓷材料,研究了不同烧结方法和热压烧结压力对LiTaO3压电陶瓷致密度和力学性能的影响。无压烧结不能得到烧结致密的LiTaO3基压电陶瓷。1300℃/25MPa热压烧结制备的纯LiTaO3陶瓷的烧结致密度很低,只有91.5%,其各项力学性能很差。1300℃/35MPa热压烧结制备的纯LiTaO3陶瓷材料的致密度较高,已经达到了97%,材料烧结较致密,气孔较少,但由于LiTaO3本身性质所限其各项力学性能变化不大。

Al_2O_3和Sialon陶瓷中LiTaO_3第二相的断裂行为

将LiTaO3压电陶瓷颗粒分别添加到Al2O3和Sialon结构陶瓷基体中,通过对复相陶瓷试样断口形貌和裂纹扩展路径的观察,研究了Al2O3和Sialon结构陶瓷基体中LiTaO3第二相的断裂行为。研究结果表明:Al2O3和Sialon陶瓷基体的断裂均为沿晶断裂,LiTaO3压电陶瓷颗粒的断裂为穿晶断裂,在LiTaO3第二相的断口上,观察到了许多断裂台阶,这些断裂台阶是由于试样断裂时,裂纹扩展过程中遇到LiTaO3晶粒内的90°电畴发生裂纹偏转和分支引起的。

LiTaO_3的声学声子测量

一、引言自六十年代后期以来,不少人对LiTaO_3和LiNbO_3的相变问题进行了广泛的研究,采用的手段各异,有红外光谱、喇曼光谱、热中子散射等。有人认为是位移型相变,有人认为属于有序-无序型,还有人认为是二者之结合,但至今尚无一个肯定性的意见。我们希望通过热中子非弹性散射实验,对LiTaO_3相变机制进行研究。作为第一步,先在两个主要对称方向上测量了色散曲线的声学支,并根据小q值处色散曲线的斜率算出了在晶体内的声速,与其它的结果进行了比较。

Al_2O_3对LiTaO_3陶瓷烧结性能和微观组织的影响

把Al2O3添加到LiTaO3陶瓷中,研究了Al2O3对LiTaO3陶瓷烧结性能的影响,通过制备Al2O3/LiTaO3复相陶瓷,对其微观结构和LiTaO3晶粒内的电畴结构进行了观察。研究结果表明:Al2O3的加入对LiTaO3陶瓷的烧结起到了烧结助剂的作用,随着Al2O3含量的提高,复相陶瓷试样的相对密度随之增大,实验中1300℃无压烧结制备的含有9%Al2O3(体积分数,下同)颗粒的Al2O3/LiTaO3复相陶瓷的致密度最高,组织结构更为致密。在Al2O3/LiTaO3复相陶瓷的LiTaO3晶粒中观察到了90°电畴。