摻錳近化學計量比鈮酸鋰晶體生長及其結構與光折變性能.pdf

1、摘要..........口..臼..摘要本研究采用助熔劑法生長出無宏觀缺陷、光學均勻性較好的摻錳近化學計量比妮酸鏗晶體。探索出生長化學計量比妮酸鏗晶體合適的工藝條件和增大晶體生長溫度梯度的工藝方法，闡明了大的溫度梯度以及延長提拉前恒溫時間對生長化學計量比妮酸鏗晶體的重要性。通過晶體粉末的X一射線熒光光譜法測試、晶體粉末的X一射線衍射測試、晶體的紅外吸收光譜測試、紫外一可見吸收光譜測試，揭示了錳離子對近化學計量比妮酸鏗晶體微觀結構的影響規(guī)

2、律。研究表明，Mn2的分凝系數(shù)隨著摻錳量的增加稍有變小的趨勢在不同摻錳量的情況下，助熔劑法生長的摻錳妮酸銼晶體均保持原有的晶格結構，但晶格常數(shù)有所變化，非摻雜近化學計量比妮酸鏗晶體的晶格常數(shù)比同成分錫酸鏗晶體的晶格常數(shù)小，隨摻錳量的增大，晶格常數(shù)有增大的趨勢通過助熔劑法生長的非摻雜和摻錳妮酸鏗晶體的妮鏗比均為近化學計量比，錳的摻雜沒有破壞妮酸鏗晶體的近化學計量比晶體結構，隨著錳摻雜量的增加，各樣品在3481cms處的吸收峰增強，說明樣品

3、的本征缺陷增加，偏離化學計量比的程度增大，摻雜錳離子取代更多鏗離子而占據(jù)鏗位，并且，在較高的摻雜濃度下，這一占位方式?jīng)]有變化。氧化和還原處理，對晶體的紫外一可見光譜的影響具有一定規(guī)律性。隨著摻錳量的增大，晶體的居里溫度升高。助熔劑法生長的非摻雜和摻錳妮酸鏗晶體均具有單疇結構，錳離子的摻雜對晶體的疇結構沒有影響。因此無需極化處理，可直接進行光折變性能的實驗研究。隨著摻錳濃度的提高，摻錳近化學計量比妮酸鏗晶體的衍射效率增大，響應時間增加。對

4、于同一個摻錳近化學計量比妮酸鏗晶體樣品，從氧化態(tài)到生長態(tài)再到還原態(tài)，其衍射效率逐漸降低，而記錄時間和擦除時間卻有所縮短。對晶體的非擦除讀出實驗結果表明，當寫入時，采用紫外光和HeNe激光共同照射，讀出時，采用HeNe激光照射，能實現(xiàn)非擦除讀出。本文還測量了晶體不同角度的衍射效率，并將其代入迭代程序，從而計算了晶體的光折變場強。計算結果表明，隨著摻雜錳離子濃度的增加，光生伏特場Eph逐漸大于擴散場Ed，從而光生伏特場逐漸起主要作用，飽和場

5、也逐漸增大，但對空間電荷場的影響不大。AbstractAbstractTheMnOdopednearstoichmetricLiNb03crystalsweregrownbythetopseededsolutiongrowth(TSSG)methodbyaddingK20fluxtoLi20Nb2O5meltandthecrystalshavenomacroscopicdefectandhavegoodopticalhomogeneit

6、y.TheappropriatetechnologicalconditionsforgrowingundopedandMnOdopednearstoichiometricLiNbO3crystalswereselected.Themethodtoincreasethetemperaturegradienceandavoidmacrodefectsofstoichiometric.LiNb03crystalswerediscussedin

7、detail.TheconcentrationoftheMn2inthedopedSLNcrystalswasmeasuredbyXrayfluorescencespectramethod.TheresultsshowedthattheconcentrationofMn21ionswaslessthanthatintherawmaterialsandthesegregationcoefficientofMn2decreasedwitht

8、heMn2dopingconcentrationincreasing.ThedependenceofthethiftoftheabsorptionedgeintheUVVisabsorptionandtheabsorptionbandintheIRabsorptionspectraonMnOdopingconcentrationintherawmaterialswasinvestigated.Theresultsshowedthatin

9、theMnOdopedSLNcrystalsmanganeseionsreplacedLiattheLisiteanddidnotdestroythestoichiometricstructureofthecrystalstheintrinsicdefectsofthecrystalsincreasedwiththeMnOdopingconcentrationincreasing.Thetreatmentsofoxidationandr

10、eductiontothecrystalshadefectontheUVVisabsorptionspectra.FrompowdersofthecrystalstheXraydifractionexperimentwascarriedout.TheresultsshowedthattheundopedandMnOdopednearstoichmetricLiNb03crystalsheldthesamelatticestructure

11、asthepurecongruentLiNb03crystals.ThelatticeconstantsoftheundopedandMnOdopedstoichmetricLiNb03crystalshadcomparablechange.ThelaticeconstantsoftheundopedSLNcrystalweresmallerthanthatoftheundopedCLNcrystalandthelatticeconst

12、antsoftheMnOdopedSLNcrystalsincreasedwiththeMnOconcentrationincreasing.TheresultsofdomainstructureobservationshowedthatalltheundopedandMnOdopedSLNcrystalshadsingledomainstructuresothesamplesdidnotneedpolarizationtreatmen