摻質(zhì)TGS系列晶體生長(zhǎng)與性能研究.pdf

1、鐵電體硫酸三甘氨酸(TGS)晶體因其室溫下具有具有較大的熱釋電系數(shù)和較小的介電常數(shù)，在紅外區(qū)有強(qiáng)烈的吸收，熱釋電靈敏度高，易于從水溶液中培育出均勻透明大尺寸晶體等顯著特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于熱釋電紅外探測(cè)器，熱學(xué)成像及其他紅外靈敏元件的應(yīng)用。但同時(shí)，隨著使用時(shí)間的加長(zhǎng)，TGS晶體也存在著退極化傾向，這是制約其應(yīng)用的一個(gè)嚴(yán)重的缺陷。如何提高其熱釋電性能，避免或減小退極化一直是對(duì)該晶體研究的重點(diǎn)。 本文采用水溶液緩慢降溫法生長(zhǎng)了包括單摻及

2、雙摻在內(nèi)18種TGS系列晶體，系統(tǒng)地研究了不同摻質(zhì)及濃度對(duì)TGS晶體生長(zhǎng)形態(tài)的影響，并對(duì)其晶胞參數(shù)，熱釋電性能參數(shù)(熱釋電系數(shù)，介電常數(shù)，介質(zhì)損耗，居里點(diǎn)，自發(fā)極化強(qiáng)度及品質(zhì)因子)，電滯回線及內(nèi)偏壓場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)試，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：摻質(zhì)均成功地進(jìn)入TGS晶體格位；晶體的生長(zhǎng)形態(tài)，熱釋電性能，介電性能及鐵電性能均隨取代基的種類及濃度不同而發(fā)生變化。同時(shí)探討了摻質(zhì)對(duì)晶體生長(zhǎng)形態(tài)及晶體熱釋電性能的影響機(jī)制，驗(yàn)證了摻質(zhì)中的功能基團(tuán)和摻質(zhì)分子本身的特征

3、(分子極性，分子結(jié)構(gòu)及摻質(zhì)分子間的相互作用)對(duì)TGS晶體形態(tài)及性能的影響 。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)多種取代基TGS系列晶體性能較純TGS晶體有所提高：14.4％3-氯丙酸TGS晶體的介電常數(shù)很小，是純TGS晶體的0.22倍，品質(zhì)因子也有所提高；摻4.4％三氟乙酸+4.4％丙三醇TGS晶體的熱釋電系數(shù)P(25℃)是純TGS晶體的2倍，品質(zhì)因子也達(dá)到純TGS晶體的3倍；而摻質(zhì)晶體的居里溫度均比純TGS晶體有所提高。可以預(yù)見(jiàn)，在TGS晶體中摻入強(qiáng)