Er3+掺杂PMNT铁电晶体的生长与性能研究

本文主要探讨了掺Er3+的弛豫基铁电晶体PMNT的生长与表征技术，这是一种结合了铁电、压电和荧光特性的重要材料。PMNT是一种ternary solid solution，由Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、PbTiO3和Pb(Er1/2Nb1/2)O3三种成分按照特定比例组成，其中Er3+作为掺杂离子被引入，形成三元固溶体，这在固体-state synthesis领域具有重要意义。 研究首先通过分步高温固相反应方法成功合成出了Er3+掺杂的PMNT多晶，这是一种重要的合成策略，用于控制材料的晶体结构和性能。这种方法允许精确控制Er3+的掺杂程度，进而影响材料的电学性质，如介电、压电和铁电性质。 文章的核心内容集中在如何利用Vertical Bridgman方法（垂直生长法）实现大尺寸（φ25mm×100mm）Er3+掺杂PMNT晶体的生长。这种生长技术对于获得高质量、均匀分布Er3+离子的单晶至关重要，因为晶体尺寸和生长条件直接影响到晶体内部缺陷的分布和材料的宏观性能。 表征方面，文中详细研究了Er3+掺杂PMNT晶体的荧光发射特性，包括上转换发射，这是评估材料光学性质的关键参数，对于潜在的应用，如光电器件和光通信技术具有重要意义。同时，还对材料的电性能进行了深入研究，包括其介电常数、压电系数等，这些数据对于理解材料的铁电行为以及优化其在各种实际应用中的性能至关重要。 此外，该研究得到了多个项目的资助，体现了学术界和工业界对弛豫铁电材料及其应用的重视，如浙江省重大科技计划优先主题、国家自然科学基金和地方创新团队的支持，这些资金支持推动了基础研究和技术创新。 这篇文章提供了一种Er3+掺杂PMNT晶体的合成和表征方法，这对于理解和开发新型铁电材料，特别是在光电子、高频电子设备和光能转换等领域具有重要的理论和实践价值。通过优化掺杂策略和生长条件，有望进一步提升这类材料的性能，推动相关领域的科技进步。