【摘 要】
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铌酸锂晶体（LiNbO3,LN）的很多物理特征与其本身的组分和晶格缺陷有着密切的关系。气相输运平衡（VTE）是改变铌酸锂晶体组分的一种实用,有效的方法。目前有关采用气相输运平衡制备富锂/缺锂LiNbO3晶体的报道很多。本论文以此为主要的实验技术,研究了其对于铌酸锂晶体的微观影响和表现出的特性。 以掺有MgO的铌酸锂晶体为主要研究对象,分别从晶体的生长,晶相,晶体组分表征技术方面讨论了MgO:
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铌酸锂晶体（LiNbO3,LN）的很多物理特征与其本身的组分和晶格缺陷有着密切的关系。气相输运平衡（VTE）是改变铌酸锂晶体组分的一种实用,有效的方法。目前有关采用气相输运平衡制备富锂/缺锂LiNbO3晶体的报道很多。本论文以此为主要的实验技术,研究了其对于铌酸锂晶体的微观影响和表现出的特性。 以掺有MgO的铌酸锂晶体为主要研究对象,分别从晶体的生长,晶相,晶体组分表征技术方面讨论了MgO:LN的物理性质。 接下来,对于MgO:LN的折射率模型进行了讨论。通过建立晶体的缺陷结构模型,分别讨论Nb占Nb位,Nb占Li位,Mg占Li位,等离子体基元和声子对于折射率的影响,最终确定了普适的Sellmeier方程（也同样适用于LN）。该方程的适用范围:Mg浓度0~9mol%,波长范围400＞1200nm,温度范围-50＞250℃。其计算得到折射率的最大误差约为0.002。 以此为基础,研究了富锂VTE对同成份MgO（5mol%）:LN晶片表面折射率的影响。结果显示,表面寻常光折射率no受VTE过程的影响很大,包括随VTE时间的变化趋势和折射率变化幅度;表面异常光折射率ne受VTE的影响与no相似,但幅度变化要小。 SIMS研究表明,在VTE初期,MgO扩散至晶片表面,导致表面浓度随深度的分布不均匀,并与VTE时间有关。NAA结果显示,Mg离子几乎没有从晶体中蒸发出去。随着VTE时间的延长,Li浓度趋向平衡,表面部分Mg离子扩散回样品并趋向平衡,导致表面Mg浓度的下降,使得Mg浓度分布更均匀;VTE140h后的样品,在至少10 m的空间范围内,浓度在深度方向是分布均匀的。UV吸收边表明富锂VTE使晶体缺陷数下降,并且提高其中的组分,而没有改变其晶相。 此后,设想了合理的Mg离子的占位机制和掺Mg的LN的晶相。
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