本文關鍵詞：弛豫鐵電單晶鈮銦鎂酸鉛—鈦酸鉛的光學性質(zhì)研究

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【摘要】：隨著科學技術(shù)的發(fā)展,大尺寸的三元系弛豫鐵電單晶鈮銦鎂酸鉛-鈦酸鉛[0.24Pb(In1/2Nb1/2)O3-0.43Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.33Pb TiO3,(0.24PIN-0.43PMN-0.33PT)]的制備成功受到了廣大壓電材料研究者們的關注,其具有優(yōu)異壓電、機電等特性和居里溫度高、相變溫高、矯頑場大等優(yōu)點,因此0.24PIN-0.43PMN-0.33PT單晶具有成為新一代的壓電材料的巨大潛力。本文系統(tǒng)地研究了準同型相界組分的弛豫鐵電單晶0.24PIN-0.43PMN-0.33PT的光學性質(zhì),通過偏光顯微鏡、分光光度計、馬赫-曾德干涉系統(tǒng)等實驗,研究了材料的疇結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)和電光系數(shù)等物理性質(zhì)。準同型相界組分的弛豫鐵電單晶為多疇結(jié)構(gòu),晶體中大量疇壁對光的散射作用會導致透射率降低,但是準同型相界組分的0.24PIN-0.43PMN-0.33PT單晶沿自發(fā)極化方向[011]c極化以后可以形成穩(wěn)定且具有較高的光學透過率的準單疇狀態(tài),光學透過率可以達到近60%。通過透射光譜圖得出0.24PIN-0.43PMN-0.33PT單晶的光吸收邊,并且求出直接禁帶寬度Edg。通過實驗所測量得出的數(shù)據(jù)作單晶樣品的折射率譜圖并擬合出樣品的折射率塞爾邁耶爾色散曲線,計算出塞爾邁耶爾方程的重要參數(shù)E0/S0。通過將三元體系準同型相界弛豫鐵電單晶0.24PIN 0.43PMN 0.33PT沿其自發(fā)極化方向[011]c極化成準單疇態(tài)進而研究了該單晶的電光性能。采用改進的馬赫-曾德干涉系統(tǒng),對單晶的電光系數(shù)張量γ13、γ23和γ33進行測量及分析。根據(jù)實驗及計算結(jié)果,排除壓電效應引起晶體在通光方向的伸縮導致的形變,得到電光系數(shù)張量γ13、γ23、γ33分別為 21.8 pm/V、64.7 pm/V、85.8pm/V。測試結(jié)果表明,單晶的電光系數(shù)較二元系和傳統(tǒng)的電光材料高,既保證了高電光系數(shù)又保證了高光學透過率。作為新型電光材料,具有巨大的應用前景。
【關鍵詞】：PIN-PMN-PT 光學能帶躍遷 折射率色散 電光效應
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O73
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 鐵電體的特性10-13
• 1.2.1 鐵電體的電滯回線10-11
• 1.2.2 鐵電體的相變特征及準同型相界11-12
• 1.2.3 鐵電材料的疇結(jié)構(gòu)12-13
• 1.3 鉛基弛豫型鐵電晶體研究進展13-17
• 1.3.1 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)Relaxor-PT型鐵電單晶13-14
• 1.3.2 弛豫鐵電單晶的發(fā)展14-16
• 1.3.3 弛豫鐵電單晶的光學研究16-17
• 1.4 課題研究的目的和意義17-18
• 1.5 論文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 準同型相界PIN-PMN-PT晶體光學透過性能19-27
• 2.1 鐵電單晶BaTiO_3晶體的疇結(jié)構(gòu)與光透過率19-21
• 2.1.1 鐵電單晶BaTiO_3的順電相與鐵電相19-20
• 2.1.2 鐵電單晶BaTiO_3的光透過率20-21
• 2.2 單斜相的PIN-PMN-PT晶體疇結(jié)構(gòu)與光學透過性21-26
• 2.2.1 準同型相界PIN-PMN-PT晶體的單斜相結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2.2 準同型相界PIN-PMN-PT單晶樣品制備22-23
• 2.2.3 沿[011]_c方向極化的 0.24PIN-0.43PMN-0.33PT單晶偏光顯微23-25
• 2.2.4 沿[011]_c方向極化的 0.24PIN-0.43PMN-0.33PT單晶的光透過率25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 準同型相界PIN-PMN-PT晶體能帶結(jié)構(gòu)和折射率研究27-37
• 3.1 單晶的光學禁帶寬度27-29
• 3.2 單晶不同溫度下相結(jié)構(gòu)與禁帶寬度29-32
• 3.2.1 單晶不同溫度的禁帶寬度29-31
• 3.2.2 單晶不同相與禁帶寬度關系31-32
• 3.3 0.24PIN-0.43PMN-0.33PT晶體的折射率色散32-36
• 3.3.1 消光系數(shù)和折射率32-33
• 3.3.2 晶體折射率的Sellmeier色散方程及參數(shù)33-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 準同型相界PIN-PMN-PT晶體線性電光性能研究37-51
• 4.1 電光系數(shù)矩陣37-40
• 4.1.1 單斜相mm2對稱單晶的線性電光系數(shù)38-40
• 4.2 實驗的相關參數(shù)40-44
• 4.2.1 尋常光和非尋常光折射率的測量計算40-43
• 4.2.2 橫向壓電應變系數(shù)d_(31)的測量43-44
• 4.3 單晶0.24PIN-0.43PMN-0.33PT的線性電光系數(shù)44-50
• 4.3.1 馬赫-曾德干涉系統(tǒng)44-47
• 4.3.2 弛豫鐵電晶體 0.24PIN-0.43PMN-0.33PT的電光系數(shù)47-49
• 4.3.3 實驗數(shù)據(jù)分析整理總結(jié)49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 結(jié)論51-52
• 參考文獻52-60
• 碩士學位期間發(fā)表的論文60-61
• 致謝61

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本文編號：710516