铁电压电陶瓷材料由于其独特的铁电、介电、压电、热释电、光电等性能,在军事、医学、通讯等众多领域中具有广泛的应用。目前,使用的铁电压电材料主要以锆钛酸铅（Pb（Zr, Ti）O₃）为主要成分的三元系材料,尤其是以Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃（简称为PMNT）、Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃（简称为PZNT）为代表的驰豫性铁电单晶具有非常高的压电系数及机电耦合系数,因而受到广泛的关注。但是,由于含铅材料对人体和环境具有很大的危害,加之铅挥发引起材料及相关器件性能的不稳定,容易产生老化,增加材料及相关器件的损耗。随着人类文明程度的提高,环保意识的增强,因此,探索与研究对环境无害,性能稳定的非铅压电铁电材料具有十分重要的意义。铁电单晶的铁电、压电、介电、机电耦合等性能远远超出同类的陶瓷材料,其单晶结构远比陶瓷等多晶材料结构简单,便于物理机理的研究,因此,在材料物理等基础研究中具有更为重要的学术意义。 本论文的工作正是抓住了近年来研究非铅铁电压电材料的热点课题,针对当前国际上该领域的研究现状,开展了较为系统深入地研究工作。在众多非铅铁电系统中,钛酸铋钠(Na_0.5Bi_0.5TiO₃,简称为NBT)具有较高的铁电压电性能,可掺入Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺、K⁺等阳离子形成固溶体,其组成存在准同型相界（Morphotropic phase boundary,简称为MPB）,目前,(Na_0.5Bi_0.5TiO₃)基铁电压电材料的研究主要集中于陶瓷材料,而对于(Na_0.5Bi_0.5TiO₃)基铁电压电单晶的研究报道很少,对于(Bi_0.5(Na_1-xK_x)_0.5TiO₃,简称为BNTK)系统未有报道,且NBT基铁电压电单晶中具有多畴结构,可以运用人造畴工程提高其压电性能,因此,本工作以钛酸铋钠系统为主开展研究。钨青铜结构的材料(Ba_1-xSr_x)₂NaNb₅O₁₅（简称为BSNN）也具有准同型相界（MPB）,我们也作为选择对象进行了研究。这两种材料具有优良的铁电压电性能,是具有研究价值的非铅铁电压电材料。 本文通过大量的实验工作,对钙钛矿结构的钛酸铋钠钾系晶体以及钨青铜结构的BSNN晶体进行了生长实验及性能研究。主要内容为: