PZN-PT晶体从各种熔剂中生长

铌锌酸铅 钛酸铅固溶体单晶 (Pb(Zn1/3 Nb2 /3 )O3 PbTiO3 缩写为PZN PT或PZNT) 6 0年代末 ,首次由S .Nomuza用缓冷技术从PbO熔剂中生长。由于其生长难度大 ,生长研究中断近 2 0年后 ,才重新因该晶体的优异压电性能引起人们进一步的研究兴趣。本文报道了PZN PT晶体从各种熔剂 ,如PbO ,PbO +PbF2 ,PbO +B2 O3 ,PbO +PbF2 +B2 O3 及PbO +BaTiO3 生长的实验结果。PZN PT晶体的差热分析结果表明 ,该晶体为非一致熔融 ,并在熔化前已分解失重。因此必须选择熔盐法生长。配料经过熔化 ( 1 1 5 0～ 1 2 0 0℃ )、泡料 ( 1 0～ 2 0h)、缓冷 ( 1～ 5℃ /h)过程 ,在冷却至熔质过饱和时 ,自发成核析晶。为对比各种熔剂下的生长结果 ,化合物与熔剂的摩尔比均为 1∶2。对复合熔剂而言 ,PbO∶PbF2 为 6 0∶40 ;PbO∶B2 O3 为 88∶1 2 ;PbO∶PbF2 ∶B2 O3 为 5 2 .8∶35 .2∶1 2 ;PbO∶BaTiO3 为 95∶5。在不同熔剂中 ,PZN PT晶体以钙钛矿相或烧绿石相的形式析出 ,而且晶体析出量有很大差别。各种熔剂下的析出量从溶质的 6 4 %至 1 6 %其熔剂依次为PbO +PbF2 +B2 O3 →PbO +PbF2 →PbO +B2 O3 →PbO→PbO +BaTiO3 。熔剂在整个过程中 ,(半封闭状态 )的挥发也不同。PbO +PbF2 +B2 O3 熔剂的挥发为最大 ,约 5 % (重量比 )

PZN-PMN-PT铁电晶体的生长及表征

本文采用高温溶液法制备了PZN-PMN-PT晶体,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了晶体的结构和微观形貌,通过偏光显微镜和介电温谱观测了晶体电畴和介电性能随温度的变化.研究结果表明,采用高温溶液法可以制备出纯钙钛矿相结构的PZN-PMN-PT晶体,晶体颗粒呈淡黄色多面体形态,最大尺寸为4mm×2.5mm×2mm,电畴的消光角为45°,三方四方相变温度达113℃,居里温度高达246℃.PZN-PMN-PT晶体的三方四方相变温度和居里温度均高于PZN-PT和PMN-PT晶体.

PZN-PT晶体熔剂生长的相关系及生长形态

从S .Nomura开始研究铌锌酸铅 钛酸铅固溶体赝二元 (PZN PT)体系 ,查明了斜方 四方准同型相界处在PZN( 90 .5 %～ 91 % ) PT( 9.5 %～ 9% )的组成区域。并且发现在晶体生长中经常出现钙钛矿和烧绿石两相共存。由于在准同型相界附近钙钛矿相PZN PT晶体表现出异常的介电、压电性能而引起人们的兴趣。本文报道了各种熔剂生长条件下PZN PT晶体析出的相关系和各相的生长形态特征。实验选择了PbO ,PbO +PbF2 ,PbO +B2 O3 ,PbO +PbF2 +B2 O3 及PbO +BaTiO3 为熔剂。在该固溶体陶瓷制备中发现BaTiO3 可抑制烧绿石的生成。各种熔剂条件下均采用相同的熔化( 1 1 5 0℃ ) 泡料 ( 1 0h) 缓冷 ( 1℃ /h)条件。对PbO ,PbO +BaTiO3 熔剂来说 ,析出钙钛矿相PZN PT晶体 ,有少量烧绿石相伴生。而对PbO +PbF2 ,PbO +B2 O3 及PbO +PbF2 +B2 O3 而言 ,析出烧绿石相晶体。PZN PT晶体的两相容易从X射线粉末衍射图上区别。钙钛矿相X射线衍射特征峰D值为 2 .86 1 ,2 .0 2 6 ,1 .6 5 2 (该相随组成变化D值波动± 0 .0 1 ) ,而烧绿石相特征峰的D值为 3.0 5 3,1 .86 8,1 .5 94。两相晶体的颜色及生长形态区别更为明显。钙钛矿相的PZN PT晶体为琥珀色或淡黄色 ,多为箭头状生长形 ,也出现近立方生长形。显露面以 ( 0 0 1 )和 ( 1

铌锌酸铅-钛酸铅单晶的生长及性能

本文系统地研究了(1-x)Pb(Zn 1/3 Nb_(2/3))O_(3) -xPbTiO_(3)(PZN-PT)单晶的光学透过率与结晶取向和组分的关系,发现四方相单晶的透过率明显大于三方相和准同型相界(MPB)。[001]方向极化的四方相PZN-12%PT单晶在0.5~5.8μm的波段范围内,未镀增透膜的晶片透过率约为65%;准同型相界处PZN-8%PT单晶沿[011]方向极化的单晶透过率高于[001]和[111]方向。随着PT含量变高,单晶带隙逐渐变小。本文中还测量不同组分单晶的折射率,和大多数ABO 3型钙钛矿结构化合物相似,PZN-PT单晶的折射率较大,随着波长的减小其值迅速增大。晶体的色散现象明显,拟合得出各组分晶体的色散方程。利用塞纳蒙补偿法和双光束干涉法测量了电光系数,PZN-PT单晶的电光系数较大,在准同型相界附近其值达到极大,[001]方向极化PZN-8%PT单晶有效电光系数为460 pm/V,比广泛应用的铌酸锂高出20倍。四方相PZN-12%PT单晶有效电光系数为138 pm/V,在20~80℃范围内其值变化不大。良好的透光性能和优异的电光性质,使PZN-PT单晶可以满足高速低功耗电光器件的要求。

弛豫铁电单晶0．93Pb(Zn1／3Nb2／3)O3-0．07PbTiO3的电光性能研究

以波长为632.8nm的He-Ne激光作为光源,研究了三方相弛豫铁电单晶0.93Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.07PbTiO3在室温下的折射率和线性电光性质.通过测量晶体的布儒斯特角,确定了单晶的两个主轴折射率:no=2.466,ne=2.488.利用改进的马赫-泽德尔干涉法测量了单晶的线性电光系数:r33=71pm/V,r13=4pm/V.计算得到有效电光系数rc=67pm/V及半波电压Vπ=610V.单晶优异的电光性能使其在激光调制与偏转领域有着巨大的应用潜力.

Er^(3+)掺杂0.91Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.09PbTiO_(3)弛豫铁电晶体Judd-Ofelt理论分析与光谱参数计算

为了探究稀土离子Er^(3+)在弛豫铁电晶体0.91Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.09PbTiO_(3)中的光谱特性,采用高温溶液法生长了Er^(3+)掺杂0.91Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.09PbTiO_(3)弛豫铁电单晶。测试了样品晶体的紫外-可见-近红外吸收光谱,利用Judd-Ofelt理论计算了吸收光谱中Er^(3+)的7个特征吸收峰的理论振子强度与实验振子强度以及振子强度参数Ω_(t)(t=2,4,6)。分析了Er^(3+)在0.91Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.09PbTiO_(3)弛豫铁电晶体场中的自发辐射跃迁几率A与荧光分支比β,以及理论能级寿命τ。通过计算获得的振子强度参数为:Ω_(2)=1.18×10^(-20) cm^(2),Ω_(4)=0.55×10^(-20) cm^(2),Ω_(6)=0.42×10^(-20) cm^(2),^(4)I_(13/2)与^(4)I_(11/2)的理论能级寿命分别为4.367 ms与3.903 ms。研究结果表明:0.91Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.09PbTiO_(3):Er^(3+)是一种性能优异的发光晶体,结合该晶体原有的电学特性,它有望成为集电-机-光为一体的新型多功能晶体。