新型碲酸盐功能晶体的探索
发布时间：2021-08-10 22:15
特殊的三维空间周期结构赋予晶体声、光、电、磁、热等丰富多彩的特异性质。不同于天然晶体材料,人工晶体被给予了科学调控与设计的理念,可以针对性地应用于不同的场景,在信息通信、激光、半导体、新能源等领域无不显示其独特的优势,在功能材料领域占据极其重要的地位。碲酸盐晶体结构的多样性,使其具备功能的多样性,近些年来,碲酸盐功能晶体材料已经在二阶非线性光学、压电、光折变等方面展现出优异的特性,受到国内外科研工作者的高度重视。我们的研究目标为在碲酸盐体系中探索新型的性能优异的声光晶体和非线性光学晶体。本论文一共分成六章,每个章节的主要内容如下:在第一章,我们主要介绍了声光晶体、非线性光学晶体和碲酸盐功能晶体三个部分,并据此提出了探索功能性碲酸盐晶体的选题依据、目的及主要研究内容。在第二章,我们主要介绍了探索功能性碲酸盐晶体的过程中所涉及的实验原料、固相合成方法、晶体生长方法与设备、X射线衍射分析、性能测试表征以及第一性原理计算。在第三章,我们通过将TeO2晶体与TiO2晶体的优势相结合的方式,设计并生长了新型TiTe308晶体。目前为止,我们以Li2CO3-TeO2为助熔剂,采用Φ100 mm的坩埚...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
1.1喇曼一奈斯声光效应[)b]
于高频高效的声光器件。与此同时，声光晶体的各向异性特性，可以通过不同的声??模和光模的排列组合，达到最佳的声光性能。声光晶体可作为各类声光器件的优良??介质，尤其对于大带宽高频的声光器件而言，必须选取优质的声光晶体。在本小节，??我们对一些常见的声光晶体作简单的介绍。??（１）钼酸铅（ＰｂＭｏ〇４）晶体??钼酸铅晶体％属于白钨矿结构，四方晶系，４／ｗ点群，／４而空间群，熔点为??１０６０?°Ｃ，密度为６．９５?ｘｌ〇３ｋｇ／ｍ３。钼酸铅晶体作为可见和红外光谱区应用最广的??声光晶体之一，具有较高的声光优值（沿［００１］方向传播的纵波的声光优值为３６．３??ｘｌ〇－１８ｓ３／ｇ），较低的声衰减系数（１５ｄＢ／ｃｍＧＨｚ２），可生长出在０．４２￣５．５／＾１１波段??透光性良好的大尺寸、高质量晶体（见图１．２．２．１）?［１＇除此之外，钼酸铅晶体的ｃ??轴在Ｙ方向上，因而实际上它的衍射效率与入射光的偏振状态不相关［２Ｇ］。正是由??于钼酸铅晶体的上述优点，已经被广泛应用于各类声光器件，诸如声光调制器和声??光偏转器件，亦可作为高分辨偏转器件的声光介质。钼酸铅晶体的缺点为含有毒元??素铅，使其在生长及应用过程中对人体和环境产生危害。??
图１．２．２．２所示为中科院上海硅酸盐研宄所采用布里奇曼法生长的ｅＣｈ晶体［２２Ｊ３］属于四方晶系，点群为４２２，晶胞参数为ｆｌ?＝?４．８０８８，熔点为７３３?°Ｃ，密度为６．０?ｘ?１〇３?ｋｇ／ｍ３。Ｔｅ０２晶体具有大的折ｎｍ）?＝?２．４３０，ｎ〇（＠５００ｎｍ）?＝?２．２７４），高的可见光透过率（６３２．８?ｎｍ７０％，晶体镀膜后可超过９０％）。特别需要指出的是，Ｔｅ０２晶体，沿［１１０］方向传播的横波声速仅为６１６ｍ／ｓ，使其具有相当高的?１０＃?ｓ３／ｇ）；沿［００１］方向传播的纵波的声光优值（３４．５?ｘ?１〇－１８?ｓ３／ｇ晶体相当；另外，在（００１）面内沿与Ｘ轴的夹角成３５．９°的方向实现零温度系数，且具有高的声光优值（２０〇ｘｌ〇＃ｓ３／ｇ）。由于声光特性，己经被广泛应用于声光调制器、声光偏转器件、声光调滤波器等，在诸多高科技领域发挥了重要作用，例如激光打印、成以及扫描频谱分析等。然而，Ｔｅ０２晶体存在热膨胀各向异性大的缺点，使其在晶体生长与应用过程中容易发生开裂现象，如图１．
【参考文献】：
期刊论文
[1]晶体折射率测试方法[J]. 谢克诚,刘光耀,罗康俊. 压电与声光. 1996(01)
[2]45°棱镜法测量晶体折射率[J]. 尹鑫. 应用激光. 1995(03)
博士论文
[1]新型钨（钼）酸盐功能晶体材料的生长与性能研究[D]. 田相鑫.山东大学 2018
[2]体块α/β-BaTeMo2O9晶体生长与光电器件的研究[D]. 吴倩.山东大学 2018
[3]新型Cs2TeM3O12（M=Mo/W）晶体的生长、结构及性能研究[D]. 赵鹏.山东大学 2017
[4]新型钼碲酸盐晶体的生长、性能及非线性光学频率转换研究[D]. 张俊杰.山东大学 2013
本文编号：3334878
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
1.1喇曼一奈斯声光效应[)b]
于高频高效的声光器件。与此同时，声光晶体的各向异性特性，可以通过不同的声??模和光模的排列组合，达到最佳的声光性能。声光晶体可作为各类声光器件的优良??介质，尤其对于大带宽高频的声光器件而言，必须选取优质的声光晶体。在本小节，??我们对一些常见的声光晶体作简单的介绍。??（１）钼酸铅（ＰｂＭｏ〇４）晶体??钼酸铅晶体％属于白钨矿结构，四方晶系，４／ｗ点群，／４而空间群，熔点为??１０６０?°Ｃ，密度为６．９５?ｘｌ〇３ｋｇ／ｍ３。钼酸铅晶体作为可见和红外光谱区应用最广的??声光晶体之一，具有较高的声光优值（沿［００１］方向传播的纵波的声光优值为３６．３??ｘｌ〇－１８ｓ３／ｇ），较低的声衰减系数（１５ｄＢ／ｃｍＧＨｚ２），可生长出在０．４２￣５．５／＾１１波段??透光性良好的大尺寸、高质量晶体（见图１．２．２．１）?［１＇除此之外，钼酸铅晶体的ｃ??轴在Ｙ方向上，因而实际上它的衍射效率与入射光的偏振状态不相关［２Ｇ］。正是由??于钼酸铅晶体的上述优点，已经被广泛应用于各类声光器件，诸如声光调制器和声??光偏转器件，亦可作为高分辨偏转器件的声光介质。钼酸铅晶体的缺点为含有毒元??素铅，使其在生长及应用过程中对人体和环境产生危害。??
图１．２．２．２所示为中科院上海硅酸盐研宄所采用布里奇曼法生长的ｅＣｈ晶体［２２Ｊ３］属于四方晶系，点群为４２２，晶胞参数为ｆｌ?＝?４．８０８８，熔点为７３３?°Ｃ，密度为６．０?ｘ?１〇３?ｋｇ／ｍ３。Ｔｅ０２晶体具有大的折ｎｍ）?＝?２．４３０，ｎ〇（＠５００ｎｍ）?＝?２．２７４），高的可见光透过率（６３２．８?ｎｍ７０％，晶体镀膜后可超过９０％）。特别需要指出的是，Ｔｅ０２晶体，沿［１１０］方向传播的横波声速仅为６１６ｍ／ｓ，使其具有相当高的?１０＃?ｓ３／ｇ）；沿［００１］方向传播的纵波的声光优值（３４．５?ｘ?１〇－１８?ｓ３／ｇ晶体相当；另外，在（００１）面内沿与Ｘ轴的夹角成３５．９°的方向实现零温度系数，且具有高的声光优值（２０〇ｘｌ〇＃ｓ３／ｇ）。由于声光特性，己经被广泛应用于声光调制器、声光偏转器件、声光调滤波器等，在诸多高科技领域发挥了重要作用，例如激光打印、成以及扫描频谱分析等。然而，Ｔｅ０２晶体存在热膨胀各向异性大的缺点，使其在晶体生长与应用过程中容易发生开裂现象，如图１．
【参考文献】：
期刊论文
[1]晶体折射率测试方法[J]. 谢克诚,刘光耀,罗康俊. 压电与声光. 1996(01)
[2]45°棱镜法测量晶体折射率[J]. 尹鑫. 应用激光. 1995(03)
博士论文
[1]新型钨（钼）酸盐功能晶体材料的生长与性能研究[D]. 田相鑫.山东大学 2018
[2]体块α/β-BaTeMo2O9晶体生长与光电器件的研究[D]. 吴倩.山东大学 2018
[3]新型Cs2TeM3O12（M=Mo/W）晶体的生长、结构及性能研究[D]. 赵鹏.山东大学 2017
[4]新型钼碲酸盐晶体的生长、性能及非线性光学频率转换研究[D]. 张俊杰.山东大学 2013
本文编号：3334878
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