Li＋-CaxPb1－xTiO3湿敏纳米薄膜的激光拉曼光谱、晶格畸变和激光显微组织——应用“软模理论”解谱

测定了标题物Li^＋-Ca_xPb_1－xTiO₃ (缩写为Li-CPT, 其中x＝0.35, Li/Ti＝1.0%, mol/mol, 850 ℃/h)的激光拉曼光谱(LRS)和激光显微组织, 并与湿敏性能极差的纯钛酸铅PbTiO₃ (缩写为PT)以及不同钙掺杂量的钛酸铅Ca_xPb_1－xTiO₃ (缩写为CPT, x＝0.08, 0.16, 0.24, 0.32, 0.40)的LRS进行比较, Li-CPT以及CPT的LRS与PT的LRS相比有很大差别,仅在75, 125, 190, 273和585 cm^－1出现五个谱峰. 应用“软模理论”将其分别归属于PT四方晶相的五个特征单模E(1TO), A₁(1TO), E(2TO), B₁＋E和A₁(3TO)的红移及宽化, PT的其它五个特征单模在Li-CPT及CPT的谱图中完全消失或被淹没. 对于这种拉曼活性的降低, 可以根据“软模理论”与晶格畸变作用的关联加以解释. Pauling离子半径较小的Ca^2＋的掺杂, 等价取代了半径较大的Pb^2＋的晶格位置, 降低了四方晶相畸变度δ＝c/a和不对称性导致的各向异性, 不单消除了薄膜冷却时位移型相变可能引起的破裂, 而且改变了晶格中氧八面体“TiO₆”及十二面体“PbO₁₂”的几何结构和电荷分布, 改变了晶格c轴上M-O (M＝Ti, Pb)键的化学环境, 直接阻尼了M—O键的伸缩振动软模, 减小了电偶矩及其自发极化, 使Li-CPT的振动模的拉曼活性大大降低, 因此LRS提供了一种表征晶格畸变的有效方法, 反过来也佐证了“软模理论”可以用来解释拉曼光谱.