PDF《！＂# $ 掺杂铌酸锶钡晶体的光折射变化特性研究 ！》

! # $ 掺杂铌酸锶钡晶体的光折射变化特性研究! 高成勇!) 夏海瑞!) 徐建强!) 司书春!) 张怀金#) 王继杨#) 宋化龙#) !) (山东大学物理与微电子学院,济南 #$%!%%) #) (山东大学晶体材料研究所,晶体材料国家重点实验室,济南 #$%!%%) (#%%&

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年!月!! 日收到修改稿) 基于 ()# * 掺杂铌酸锶钡晶体的透射特性, 探讨了 ()# * 在晶体中的电子行为机制, 分析了 ()# * 掺杂而引起的光 致折射率变化特性+采用 ,-.

/01234 干涉装置测得了样品折射率随时间变化的特性曲线+实验结果分析表明, 适当的 ()# * 掺杂可以有效改善铌酸锶钡晶体的光折射特性+ 关键词:()# * ,铌酸锶钡,透射率,光折变 %&

!!:5#6 !山东省自然科学基金 (批准号: 7#%%&

8%9) 资助的课题+ 通讯联系人+ :;

-)? 2@A+ 0@A+ .4 !B 引言潜在的光折变晶体材料在非线性光学领域具有 广泛的应用, 如在光学共轭、 光学信息处理、 图像放 大、 光学计算、 光学共振腔、 惯性导航器件以及光学 全息记忆等方面的应用+ 钨青铜结构的铌酸锶钡 (C=! D)! E ! FG# H&

, 简记为 CDF) 晶体是一种优良的电 光晶体 [!, #] , 虽然该晶体具有较低的居里温度, 在室 温条件下或在晶体加工处理过程中很容易引起晶体 的退极化, 但是 CDF 晶体内部含有大量的结构空 位, 在其生长的过程中可以通过不同的阳离子掺杂 改善其光折变特性 [I―J] +钨青铜结构主要指四方 (或 正交) 结构, 通常四方晶系的一个晶胞中含有

5 个十 五配位体的 K! 位置 (五元环) ,# 个十二配位体的 # 位置 (四元环) ,5 个九配位体的 # 位置 (三元 环) + FG;

H 八面体因所处位置对称性不同而有 $!, $# 两种, $! 有#个, $# 有J个,同时每个晶胞有 I% 个氧原子+ !, # 和#位间隙可以填充不同价 态的阳离子, 从而形成各种钨青铜结构的化合物+当&

个 !, # 位置未全部为阳离子填充且 # 位置全 空时, 称为未充满型结构;

当&

个 !, # 位置全部 为阳离子填充而 # 位置全空时, 称为充满型结构;

当&

个 !, # 位置与

5 个#位置均为阳离子填充 时, 称为完全充满型结构+钨青铜结构晶体的结构填 充式可以写为 ( ! ) # ( # )

5 ( #)

5 FG!% HI% 属于 5%% 点 群对称结构+这预示着该类型晶体的电光张量不为 零, 如CDF&

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%) 的主电光系数!II 达到 5#% M9: <

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=$! 利用西安交通大学电子材料研究室制造的高温 介电 温谱测试仪, 测试了+,-. 晶体的居里点, +,-.#% 为 #;

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! 可见 +3# ? 掺杂后晶体的居里点都远高于 ,-.! 本研究中使用的晶体样品分别是沿 # 轴、 $ 轴、 % 轴切割的,采用光学抛光后属无色透明的立方 体单晶!晶体样品尺寸均为 *09* $$ @ 90:# $$ @ %01: $$! *0 +,-. 的透射特性 满足化学计量的 +,-. 样品的 &

位是空位,'

位的空位率是 ( #! +3# ? 掺杂于 '

位部分取代 -3# ? !在大多数情况下 +3# ? 在晶体中是以氧化物的 形态存在, 其本身不能电离或俘获电荷! 样品的透过率测量采用的设备是日立 *9&