6英寸高一致性铌酸锂压电晶体的生长及表征文献综述

 2021-12-20 08:12

全文总字数:4481字

文献综述

文 献 综 述一、课题背景铌酸锂(LiNbO3)是一种多功能人造晶体材料,具有很好的压电、铁电、非线性光学、电光、热释电等特性[1],由于较高的机电耦合系数以及化学机械稳定性,铌酸锂在压电器件、光学器件等电子器件应用方面显示出巨大潜力,其他合适的材料相比,LiNbO3的优势在于其成本低和易于加工,目前已广泛应用于压电应用、声表面波滤波器件、光学应用、介电超晶格等领域[2]。

在十四五规划时期,包括光子与微纳电子等重大创新领域将以国家战略性需求为导向推进创新体系优化组合,LiNbO3晶体集多种光电性能于一体且能达到实用化性能要求,在光电材料中十分罕见,为了适应声表面波器件的低成本、高效率的生产需求,促进其在声学应用、光通信应用、光子集成芯片等领域尽快实现突破,急需研究更大尺寸铌酸锂单晶的生长[1]。

二、铌酸锂晶体生长工艺研究进展熔体法是目前生长各种大型单晶和特定形状单晶最常用的方法,生长方法主要为提拉法。

1918年Czochralski[3]报道了一种从熔体中制备金属单晶的方法,即提拉法。

其基本原理是将构成晶体的原料放在坩埚中加热熔化,在熔体表面接籽晶提拉熔体,在受控条件下,使籽晶和熔体的交界面上不断进行原子的重新排列,随降温逐渐凝固而生长出单晶体。

Ballman [4]等人早在1965年就成功地制备出了性能优异的铌酸锂晶体。

为了提高LiNbO3晶体的质量,人们开始关注LiNbO3晶体的组成。

众所周知,LiNbO3的许多物理性质都会受到Li/Nb比的影响[5,6]。

1974年,Chow等人研究了直径达2.25英寸的LiNbO3晶体的生长,结果表明,LiNbO3晶体的Li含量在48.5-48.6mol%之间。

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