鎂鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體微觀結(jié)構(gòu)及光折變性能.pdf

1、本研究采用提拉法生長出無宏觀缺陷、光學(xué)均勻性較好的具有不同鎂含量和Li/Nb比的鎂鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體。探索出生長高摻雜和不同鋰鈮比鈮酸鋰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，詳細(xì)探討了大溫度梯度、延長反應(yīng)前恒溫時(shí)間和晶體提拉后保溫時(shí)間對鈮酸鋰晶體生長的重要性。
　　通過晶體的電感耦合等離子質(zhì)譜法測試、紅外吸收光譜測試、紫外-可見吸收光譜測試、X射線粉末衍射測試，揭示了鎂離子和鋰鈮比變化對鎂鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體的成分和微

2、觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。
　　隨著晶體中摻鎂量的增加，摻雜離子的分凝系數(shù)變化不大，晶體中的鋰鈮比逐漸變小，晶體的吸收邊先是發(fā)生紫移，后又產(chǎn)生了紅移；隨著熔體中鋰鈮比的增加，晶體中的鋰鈮比逐漸增加，直至接近化學(xué)計(jì)量比，摻雜離子的分凝系數(shù)變小，晶體的吸收邊先是發(fā)生紫移，后又產(chǎn)生了紅移。同成分鎂鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體中鎂離子的閾值濃度約為5.52mol％，隨著鋰鈮比的增加，閾值濃度的值減小。本文生長的鎂鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體隨成分的變化其晶格常數(shù)有所

3、變化。
　　利用無機(jī)晶體數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，建立了化學(xué)計(jì)量比鈮酸鋰晶體的晶胞圖，導(dǎo)出了各原子坐標(biāo)。同時(shí)對摻雜鈮酸鋰晶體的X射線衍射強(qiáng)度進(jìn)行了模擬計(jì)算，結(jié)果表明，鋰位的散射因子隨著鎂含量的增加先減小后增加；隨著鋰鈮比的增加，鋰位的散射因子逐漸減小。
　　隨著鎂含量的增加，鎂離子占位方式如下：先是取代反位鈮離子和部分鋰離子；當(dāng)反位鈮離子被完全取代，鎂離子開始進(jìn)入正常鋰位；當(dāng)鎂離子濃度進(jìn)一步增加至閾值濃度時(shí)，鎂離子開始同時(shí)取代正常晶格中的

4、鋰離子和鈮離子。
　　當(dāng)鎂濃度較低時(shí)，同成分鎂鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體具有較高的衍射效率，其中含有1mol%鎂離子的鎂鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體具有最高的衍射效率，達(dá)到了71.2%。相對于鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體，其響應(yīng)時(shí)間變短。隨鎂含量增加，鎂鈰銅鈮酸鋰晶體衍射效率逐漸減小，響應(yīng)時(shí)間繼續(xù)縮短；對于同一個(gè)鎂鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體樣品，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(shí)間和擦除時(shí)間卻有所縮短；當(dāng)鎂含量不變，隨著鋰鈮比的增加衍射效率逐漸

5、減小，寫入時(shí)間變短。利用鎂鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體實(shí)現(xiàn)了非揮發(fā)存儲(chǔ)，其響應(yīng)速度較快且固定衍射效率較大；隨著鎂含量的增加，非揮發(fā)衍射效率逐漸減小，直至為零。
　　鎂鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體的抗光損傷能力隨著鎂含量的增加逐漸增強(qiáng)，隨著鋰鈮比的增加，晶體的抗光損傷能力進(jìn)一步加強(qiáng)，比同樣摻雜濃度的同成分鈮酸鋰晶體的抗光損傷能力提高了至少三個(gè)數(shù)量級。
　　研究結(jié)果表明，鎂鈰銅摻雜鈮酸鋰晶體的抗光損傷性能較強(qiáng)，光折變性能和非揮發(fā)讀出性能比非摻雜同成