掺杂对钨青铜铌酸盐晶体结构及性能影响

钨青铜(TB)结构的铌酸盐,由于其独特的晶体结构,可以通过掺杂有效的提高其光折变性能及生长质量;如掺铜的钾钠铌酸锶钡晶体(Cu:KNSBN)在获得大尺寸晶体及其性能提高等方面均有所突破。掺杂改性在晶体材料的研究中越来越受到重视。因此,研究掺杂的机制、掺杂与晶体的分子设计及其组成变化的关系,是十分必要的。
 
TB型铌酸盐晶体结构内部存在着5种类型的结构位置(Al、A2、C、Bl、B2),这给其引入其它离子进行掺杂改性提供了极为有利的条件。常见的掺杂离子有:一价阳离子Cu+,二价阳离子Mg2+、Ca2+及Cu2+等,三价阳离子Cr3+、Fe3+等,四价阳离子Zr4+、Ti4+等,五价阳离子Ta5+、V5+及六价阳离子W6+等。晶体中的掺杂离子有以下作用,其一、使晶体的生长条纹减少,晶体不易开裂,从而容易生长出大尺寸的晶体材料。其二、使晶体具有良好的极化性能,不易产生退极化现象。另外、进入晶体中的掺杂离子,还对晶体产生以下影响:(a)晶格常数的变化。(b)晶体对称性的畸变。(c)影响晶体的相变。同时,掺杂离子进入TB型铌酸盐晶体中的量或多或少都会引起晶体中其它阳离子组成的变化。掺杂离子因其自身特征及晶体中阳离子的种类和占位情况而进入晶体中不同的结构位置。可见,在晶体材料的合成中,掺杂可以提高晶体生长质量、改善晶体的性能。

钨青铜结构
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