铁电铌酸钾锂晶体的缺陷研究

摘要

铌酸钾锂 (K3 Li2 -xNb5 +xO15 +2x∶KLN)铁电固溶体晶体被认为是具有良好应用前景的蓝光倍频晶体之一。到目前为止 ,有关相图、晶体生长和性能等方面的工作已经有了大量的研究 ,而关于KLN晶体缺陷研究少见报道。本文研究了KLN晶体的云层、裂纹、畴结构等宏观缺陷以及晶体化学组成的不均匀性。本实验所用KLN晶体是坩埚下降法生长的。尺寸为1 0mm× 2 8mm、浅黄色透明KLN晶体被切割为小圆片并抛光 ,加工好的圆片厚度为 1mm。将KLN圆片在煮沸的氢氟酸或 2HNO3∶HF混合酸中腐蚀 5～ 1 0min ,然后用清水冲洗干净。用光学显微镜观察晶体样品表面的腐蚀形貌 ,放大倍数为 1 0 0或 2 0 0。可以看到正负 ( 0 0 1 )面的腐蚀坑皆为三角锥形 ,但表面粗糙度不同 ,说明正负〈0 0 1〉方向的腐蚀速率不同。云层部分经短时间腐蚀后显示出大量蚀坑 ,同时出现不少垂直于云层的腐蚀坑 ,这可能是应力垂直于云层缺陷释放的缘故。有些腐蚀面可以观察到清晰的 1 80°柱状畴结构。KLN晶体在生长后的冷却过程中很容易开裂。大多数开裂面光滑 ,有明显的解理面特征。经X射线定向仪测定 ,这些解理面为 ( 0 0 1 )面。粗糙的开裂面多为 ( 1 1 0 )面。造成KLN晶体开裂的主要原因是该晶体显著的各向异性生长速率和c、a轴向膨胀系数的明?