制备LiNbO3周期性畴反转的一种新方法

本文对用电子束扫描ＬｉＮｂＯ３晶体的负畴面实现畴反转进行了实验研究。对于不同的扫描电压，扫描电流和扫描速率得到了不同的畴反转宽度，并且研究了畴反转宽度与扫描参量之间的关系。     

铁电畴反转机理的研究

从铁电畴极化反转的动力学出发,针对铁电畴反转过程中的新畴成核和畴壁运动两个过程,对用外加极化电场实现铁电畴反转的机理进行了理论分析研究,并就低电场和高电场两种条件下的开关时间进行了实验验证.结果表明,实验值与模型计算值吻合较好.     

钽酸锂晶体高温富锂扩散工艺的研究

为了采用扩散法制备大厚度近化学计量比钽酸锂(nSLT)晶体,本文从富锂多晶料配比及合成工艺、极化工艺和扩散条件等方面对钽酸锂晶体高温富锂扩散工艺进行了研究,对处理后晶片组分、畴反转电压和光学均匀性进行了表征,研究了扩散条件对晶体组分的影响.结果表明,富锂多晶料锂钽为60/40时较佳,多次使用对所制备晶片组分、畴反转电压和光学质量无明显影响.在研究基础上,制备了系列nSLT晶片,晶片厚度最大为3.2 mm,其组分达到化学计量比且组分均匀,矫顽场约为152 V/mm,晶体光学质量满足实用需求.     

β′—钼酸钆晶体的生长与畴结构观察

用提拉法生长了质量较好的铁电－铁弹β′－G 2(MoO4)3晶体,研究了晶体中包裹物的形成原因及晶体转速,提拉速度,温度梯度等对包裹物的影响,分析了晶体开裂的类型及克服的方法。指出了用提拉法生长高质量β′－Gd2(MoO4)3晶体的合适工艺参数。用偏光显微镜对晶体中的畴结构进行了观察,发现样品中存在宽畴和组畴两种类型,结合同一样品,减薄实验确定了晶体中的宽畴为铁电畴,细畴为铁弹畴。     

AgGaGeS_4晶体介电性能的初步探讨

利用本实验室生长的红外非线性晶体材料AgGaGeS_4(AGGS),常温下进行腐蚀实验并观察畴结构,测试了不同频率、电压下晶体的电滞回线以及同一电压下不同频率介质的电容值.腐蚀图像显示出畴结构,畴尺寸5～10 μm左右,证实AGGS为一热释电晶体.然而,室温下的电滞回线变形为一近似椭圆,介质电容与电场频率关系表现出强色散特性.本文对这一现象进行了系统分析,最后提出了进一步探索AGGS铁电性质的具体建议.     

弛豫铁电晶体PZNT(001)晶面的腐蚀行为

采用化学腐蚀方法研究了坩埚下降法生长的PZNT93/ 7晶体(001)晶面的腐蚀行为.在PZNT晶体表面观察到反平行180°原生态铁电畴,在抛光样品表面观察到位错蚀坑、包裹物、机械加工划痕等缺陷形貌,并对腐蚀机理进行了探讨.化学腐蚀还揭示了微观畴的动力学变化,显示畴结构对环境变化十分敏感.     

La∶BiFeO3/Bi0.5(Na0.85K0.15)0.5TiO3纳米复合薄膜的铁电特性

采用脉冲激光沉积技术(pulsed laser deposition,PLD),在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了La0.1Bi0.9FeO3(BFO),Bi0.5(Na0.85K0.15)0.5TiO3(BNKT)和BFO/BNKT纳米复合薄膜.结果表明,复合薄膜的铁电特性比单层的BFO、BNKT薄膜有所增强.利用压电力显微镜(piezoresponse force microscopy,PFM)观察到了铁电畴.由于畴结构内部矫顽力分布不均匀,导致极化反转随时间改变,疲劳测试结果也证实了该结论.随着转换周期的增加,极化随之增强.运用PFM测量了纳米级的压电响应,同样证实了BFO/BNKT复合薄膜中的畴反转现象.     

La∶BiFeO_3/Bi_(0.5)(Na_(0.85)K_(0.15))_(0.5)TiO_3纳米复合薄膜的铁电特性（英文）

采用脉冲激光沉积技术(pulsed laser deposition,PLD),在Pt/Ti/SiO_2/Si基片上制备了La_(0.1)Bi_(0.9)FeO_3(BFO),Bi_(0.5)(Na_(0.85)K_(0.15))0.5TiO_3(BNKT)和BFO/BNKT纳米复合薄膜。结果表明,复合薄膜的铁电特性比单层的BFO、BNKT薄膜有所增强。利用压电力显微镜(piezoresponse force microscopy,PFM)观察到了铁电畴。由于畴结构内部矫顽力分布不均匀,导致极化反转随时间改变,疲劳测试结果也证实了该结论。随着转换周期的增加,极化随之增强。运用PFM测量了纳米级的压电响应,同样证实了BFO/BNKT复合薄膜中的畴反转现象。     

非对称扩散工艺制备近化学计量比钽酸锂晶体的研究

利用气相平衡输运法制备的近化学计量比钽酸锂晶体质量好,制备工艺简单,但受固体扩散速率低的影响,该方法较难制备大厚度晶体。本文基于钽酸锂晶体的扩散机制,采用待扩散晶片一侧为富锂气氛,另一侧为同成分气氛的非对称扩散工艺,对钽酸锂晶体进行了扩散处理,并对组分和畴反转电场进行表征。结果表明,非对称扩散工艺为反位钽离子的扩散提供了通道,提高了晶体中反位钽离子和锂离子的扩散速率,有利于制备大厚度近化学计量比钽酸锂晶体。     

近化学计量比LiNbO3晶体各向畴形态的研究

本文对采用双坩埚提拉法生长的近化学计量比LiNbO3晶体沿其各向切块腐蚀后通过直接观察和在金相显微镜下观察,对其各个面的畴结构进行了分析.我们发现晶体a面上由于镜相对称不反映畴结构,b面和c面上的腐蚀形貌则完全显露而且按一定的方向整齐地排列,证明我们生长的SLN晶体是完全单畴结构的晶体.     

近化学计量比LiNbO3晶体畴结构研究

利用提拉法,从富锂(Li2O:Nb2O5=58.5:41.5)熔体中生长了φ40mm×40mm的近化学计量比铌酸锂晶体.用同步辐射异常散射技术结合化学腐蚀法观察了晶体中的畴结构,在y方向发现存在180°反向铁电畴结构,而另外的N-SLN单晶z向切片为单畴结构,表明了所生长的近化学计量比铌酸锂晶体具有区域性单畴.     

助熔剂籽晶提拉法生长化学计量比LiTaO3晶体

利用助熔剂籽晶提拉法,在同成份LiTaO3熔体中掺入一定剂量的K2O,生长出了近化学计量比LiTaO3晶体.对晶体进行畴结构、居里温度以及光谱分析,结果表明与同成份比LiTaO3晶体相比较,畴结构为规则的六边形,紫外吸收边出现明显蓝移,晶体居里温度也随之提高,晶体头部居里温度为681.2℃,尾部为684.8℃.     

高分辨X射线衍射术对NdP5O14晶体的自发应变及铁弹畴结构的研究

利用助溶剂法,已经生长出15mm×25mm×60mm的大尺寸NdP5O14(NPP)晶体.用高分辨X射线衍射术对自发应变及铁弹畴结构进行了研究.对几个不同的反射,可在其摇摆曲线上观测到由基体畴和铁弹畴之间的取向差导致的反射峰的分离.通过反射峰分离的特点,可以确定铁弹畴结构.NPP晶体中大多数铁弹畴为a型畴,b型畴只出现在严重形变的区域. 基于NdP5O14晶体畴结构,我们分别计算了802,402和204反射的峰分离量.实验测量结果符合计算结果.另外,通过测量基体畴和铁弹畴的800反射的峰分离量我们确定了NdP5O14的自发应变是0.0082.通过结构和对称性分析,我们对这种晶体的畴结构进行了详细讨论.     

(Nd3+,Yb3+):Ca3(VO4)2晶体的极化研究

本文回顾了(Nd3+,Yb3+):Ca3(VO4)2晶体的研究历程,通过对晶体结构和对晶体激光性能研究年代的对比,认为高的泵浦阈值是由于晶体中存在的对泵浦光和激光散射很强的畴壁结构未被发现而造成的.讨论了极化的原理、建立了极化装置,采用Laue定向法和X射线定向仪定向法结合解决了(Nd3+,Yb3+):Ca3(VO4)2这种大晶格常数(c＝3.8029nm)晶体的定向问题.把晶体的抛光面放入0.5mol;的温度为30℃的硼酸中腐蚀样品1h,用显微镜可以观察到畴结构.在～1100℃和电流密度为～10μA/mm2的条件下极化2h即可完成极化.变黑的极化样品可以通过把晶体放入马福炉中升温至850℃,保持1h,然后降至室温即可消除.     

BiVO4晶体的坩埚下降法生长与性能研究

采用坩埚下降法成功生长出厘米尺寸的单斜相BiVO4晶体并利用X射线衍射仪、偏振光显微镜、接触角测量仪和静电计对其结晶形态、表面畴结构、接触角随光照时间的变化以及电阻率随温度的变化行为进行了研究.发现BiVO4晶体接触角随光照时间呈现先减小后增大的变化规律,同时电阻率随温度升高呈现先增大后减小的正温度系数效应.     

Mg：LiNbO3及Nd：Mg;LiNbO3晶体畴结构与单畴化研究

本文对Ｍｇ；ＬｉＮｂＯ３及Ｎｄ：Ｍｇ：ＬｉＮｂＯ３晶体的畴结构与单畴化条件进行了系统的研究；报道了主要晶面的畴结构特征；确定了合适的极化温度和电流密度。     

胆甾相和手性近晶相液晶聚合物的电光特性

本文通过控制胆甾相扭曲力改进了LCPC膜混浊度和衰减时间，并且介绍了聚合畴效应。我们称LCPC膜是由于在我们所研究的系统中，聚合物的浓度大大低于其它所研究的系统。     

快速退火对大直径CZSi单晶中原生微缺陷的影响

本文利用快速退火对 8″直拉硅单晶片中的流动图形缺陷(FPDs)进行了研究.首先用Secco腐蚀液腐蚀了大直径直拉硅片,利用光学显微镜观察了FPDs的宏观分布,并用原子力显微镜(AFM)对原生FPDs的微观形貌进行观察,证明了 FPDs是一种空位型原生缺陷,然后采用了高温快速热处理,分别在N2、N2/O2(3;)、Ar三种气氛中对原生直拉单晶硅片进行了处理.对比退火前后FPDs密度的变化,分析了高温快速热处理对直拉硅单晶片中FPDs的影响,实验表明1200℃快速热处理180s可以显著降低硅片表面的FPDs.     

富锂熔体中提拉法生长近化学计量比铌酸锂(LiNbO3)晶体

利用提拉法,在富锂(Li2O∶NbO3=58.5/41.5)熔体中生长了质量良好的近化学计量比铌酸锂单晶,其紫外吸收边位置为308nm,居里温度超过了1200℃.测量了其Z向晶片的压电系数d33,并且观察了Z向晶片的180°畴,结果证明除少数区域外,所生长晶体为单畴.     

铌酸锂导电畴壁及其应用

铌酸锂(LiNbO₃,LN)是一种多功能的单轴铁电材料,广泛应用于光学调制器、光学频率梳、光波导等领域。导电畴壁(DW)作为镶嵌在绝缘材料中纳米尺度的导电通道,在非易失性存储器、逻辑门、晶体管等领域展现出重要的应用前景,促进了铌酸锂在纳米光电子学领域的应用。绝缘体上铌酸锂薄膜(LNOI)畴壁p-n结的实现有望进一步促进铌酸锂基光电一体化芯片的发展进程。本文简要回顾了铌酸锂导电畴壁的研究进展,介绍了畴壁的制备、导电机制、导电类型和畴壁的应用,重点介绍了铌酸锂畴壁p-n结的研究,进一步结合应用热点概述了铌酸锂畴壁光电子器件开发进程中的关键问题、机遇和挑战。