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六、七十年代人们就认识到三价金属钨酸盐和钼酸盐包括一批集荧光、激光、压电、铁弹、铁电性质于一身的材料。Ln2(MO4)3被用来表示这一材料家族,其中,Ln代表稀土元素或其他三价元素,M代表W或者Mo。在这些材料中,钼酸钆[Gd2(MoO4)3]晶体研究得比较充分,而与Gd2(MoO4)3晶体具有相同结构的钼酸铽[Tb2(MoO4)3]晶体的生长和基本性质的研究还没有报道。因此,本论文对Tb2(MoO4)3晶体的生长、结构、缺陷、基本热学性质、光学性质及其铁电性质进行了系统的研究,对掺杂Co3+、Cr3+离子Tb2(MoO4)3晶体的生长进行了探索,主要包括以下几方面的工作:一、晶体生长采用纯度为99.99%的Tb4O7和MoO3,通过固相反应合成出Tb2(MoO4)3多晶原料,利用熔体提拉法沿c轴成功地生长出了大尺寸、无开裂、高质量的Tb2(MoO4)3单晶。由于晶体生长是一个复杂的物理—化学过程,我们结合晶体生长热力学和动力学规律,系统讨论了影响晶体生长和晶体质量的主要因素。包括优质多晶原料的制备和建立合理温场的设计,控制合适的生长工艺参数,选用优质籽晶,消除外界因素的影响等。同时针对影响晶体生长不同问题的产生原因和特点,提出了相应的解决方法。二、晶体组分、结构与缺陷采用X射线荧光分析法分别测量了Tb元素和Mo元素在生长的Tb2(MoO4)3单晶中的浓度。测量结果表明所生长的Tb2(MoO4)3单晶接近化学计量比Tb2(MoO4)3。利用X射线粉末衍射对生长的Tb2(MoO4)3晶体进行了结构研究。根据X射线粉末衍射结果,确定生长的Tb2(MoO4)3晶体属于正交晶系,Pba2空间群,晶胞参数为α=β=γ=90°,a=10.3404 (?),b=10.3798 (?),c=10.6467 (?)。首次采用化学腐蚀法、扫描电子显微形貌术(SEM)和高分辨X射线衍射对Tb2(MoO4)3晶体的缺陷进行了观测,并结合晶体生长过程探讨了缺陷的形成机制,为生长优质晶体提供了依据。在Tb2(MoO4)3晶体中存在的主要缺陷为开裂、位错和镶嵌物。这些缺陷的存在影响了晶格的完整性。我们根据晶体缺陷的研究结果,针对这些缺陷的形成机制,采取了相应措施,不断改进生长工艺条件,有效地减少或消除了晶体中的这些缺陷。三、晶体的基本性质测量了Tb2(MoO4)3晶体的密度、硬度和热学性质,并讨论了这些基本性质对晶体生长和应用的影响。采用浮力法测得Tb2(MoO4)3晶体的密度为4.611 g·cm-3。我们首次测量了Tb2(MoO4)3晶体的显微硬度,结果表明Tb2(MoO4)3晶体的硬度较低,加工比较容易。系统地研究了Tb2(MoO4)3晶体的热学性质。通过差示扫描量热法测量出Tb2(MoO4)3晶体的熔点为1167.75℃,熔化热为13186.2 J/mol,熔化熵为9.15J·K-1·mol-1。在54℃到162℃的温度范围内Tb2(MoO4)3晶体的比热为0.3944J·g-1·K-1到0.4246 J·g-1·K-1。采用热膨胀仪在28~496℃的温度范围内测量了Tb2(MoO4)3晶体的热膨胀,室温到居里点热膨胀系数主值分别为αa=3.74×10-5/K,αb=2.74×10-5/K和αc=-1.58×10-5/K。我们首次测量了Tb2(MoO4)3晶体的热扩散系数并计算了其热导率。在30℃时,Tb2(MoO4)3晶体沿[100]、[010]和[001]方向的热扩散系数分别为0.604 mm2.s-1、0.631 mm2.s-1和0.644 mm2.s-1,相应的热导率为1.152 W·m-1·K-1、1.1715 W·m-1·K-1和1.2065 W·m-1·K-1。讨论了热学性质对Tb2(MoO4)3晶体的生长和应用所产生的影响。四、光学性质和铁电性质测量了Tb2(MoO4)3晶体的室温透过谱,结果表明该晶体透过波段范围较宽,覆盖了可见和近红外波段,并且发现在486nm处有比较明显的吸收。使用棱镜耦合仪测试了Tb2(MoO4)3晶体在632.8nm时的折射率,测试结果为n1=na=1.8479,n2=nb=1.8483,n3=nc=1.8990,表明Tb2(MoO4)3晶体为正光性的双轴晶。(001)面的锥光干涉也验证了这一点。利用阻抗分析仪测试了Tb2(MoO4)3晶体电容随温度的变化曲线,确定了Tb2(MoO4)3晶体的居里温度为162.3℃。由此计算了该晶体C方向的介电常数ε33,发现在低频条件下介电常数的反常才比较明显。通过化学腐蚀,观察到了Tb2(MoO4)3晶体的畴结构为90°畴。在频率f=2 Hz,温度t=110℃的条件下测得了Tb2(MoO4)3晶体的电滞回线。结果显示,其回线不饱满,存在一定的内偏场强。五、掺杂Co3+、Cr3+离子钼酸铽晶体的生长探索进行了掺杂过渡金属磁性离子Co3+、Cr3+:Tb2(MoO4)3晶体的生长的探索,但总的来说并未获得良好的实验结果。