双电荷注入法对铌酸锂晶体中的锂离子含量影响研究

摘要

铌酸锂晶体是一种集电光、声光、弹光、非线性及光折变等效应于一身的多功能材料，在光波导、电光调制器、光限制器、倍频转换、全息存储等诸多方面有着广泛的应用。但铌酸锂晶体具有偏离化学计量比的趋势，通常情况下人们使用的同成分铌酸锂晶体为缺锂状态。这在不同程度上影响了铌酸锂晶体的居里温度、紫外吸收边、相位匹配温度等性能，对铌酸锂晶体的应用造成了较大的影响。
　　 本文根据高温下铌酸锂晶体中锂离子的可移动性研究了提高同成分铌酸锂晶体中锂含量的另一种方法——双电荷注入法。这种方法具有设备及操作方法简单、实验温度低、处理时间相对较短、能够大规模生产等优点，具有很大的实际应用前景。
　　 本论文共有四章。
　　 第一章简单介绍了铌酸锂晶体的结构和物理性质以及提高晶体中的锂离子含量后会发生的物理性质的改善。
　　 第二章介绍了目前得到近化学比铌酸锂的四种常用方法，并比较了各自之间的优点和局限性，最后介绍了一下常用的检测晶体中锂含量的方法。
　　 第三章详细介绍了双电荷注入法的实验原理、实验中使用的Li0.2WO3和LiSiPO两种快离子导体材料的制备方法和物理性能，分析了双电荷注入法在氩气、氧气和空气环境下的实验效果和现象。验证了高温下晶体内部锂离子的可移动性以及双电荷注入法的可行性。分析了不同气体环境下，双电荷注入实验的实验效果以及对晶体透光性的影响，得出本实验不适合在氩气环境下进行的结论。实验后晶体正极附近部分晶体变黑，拉曼光谱测试表明，变色的晶体内部锂含量并没有提高，因此不能将电场作用下晶体的变色行为作为晶体中锂含量是否提高的判断依据。处理后的晶体内部锂含量分布不均匀，需要通过调节外加电场和实验时间进行控制。
　　 第四章是总结与展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第一节 铌酸锂晶体简介

第二节 近化学比铌酸锂晶体的性质

第三节 本论文的主要内容

第二章 近化学比铌酸锂晶体制备及其检测

第一节 区熔法

第二节 助熔剂提拉法

第三节 双坩埚法

第四节 汽相传输平衡技术

第五节 锂离子检测方法

第六节 本章小结

第三章 双电荷注入法处理铌酸锂晶体

第一节 实验原理

第二节 电极的制备及性质

3.2.1 快离子导体介绍

3.2.2 锂钨青铜制备及性质

3.2.3 锂硅磷氧制备及性质

第三节 实验材料及装置

第四节 实验结果及分析

3.4.1 氩气环境中的双电荷注入实验

3.4.2 氧气和空气环境中的双电荷注入实验

3.4.3 高温下空气环境中的双电荷注入实验

第五节 本章小结

第四章 总结与展望

第一节 论文总结

第二节 进一步研究工作

参考文献

致谢

个人简历