LiTa1-xNbxO3系例晶体的生长及其性质表征.docx

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引言：
钽掺杂锂钽酸铌（LiTa1-xNbxO3，简称LTN）晶体是一种嵌入式铌酸盐晶体，具有良好的电光和非线性光学性能，在光通讯、光路开关、超声波探测和光声成像等领域中具有很大应用潜力。为了实现更好的应用效果，需采用较高纯度的晶体生长，并对其进行详细的物理和光学属性表征。
一、实验方法
本实验采用Czochralski法生长LTN单晶。选用高纯度的氧化钽和氧化铌作为原料，经过混合、精细研磨、混合成均匀粉末后加热制备LTN晶体。将均匀混合的粉末放入石英坩埚中，加热到1300℃，并控制在氩气环境下进行1小时，粉末烧成单一相的粉末。然后将烧成的粉末加入坩埚内，在氩气气氛下进行球磨，并加入玄武岩石磨芯，将粉末混合，形成均匀的磨料。磨料放入坩埚中，通过Czochralski法进行晶体生长，控制升降速度、熔化温度、熔体温度梯度等参数，生长出直径为15mm的LTN单晶。
二、实验结果
通过X射线衍射（XRD）分析，确定所得到的晶体为单一相的LTN，且晶格参数为a=Å，c=Å。相应的光学吸收谱如图1所示，从图中可以看出，在400nm处吸收峰的位置，-1。这一结果表明，LTN晶体仅对于波长低于400nm的光具有较强吸收，适用于蓝绿光波段的非线性光学应用。
同时，采用紫外可见（UV-Vis）分光光度计对晶体进行了光谱测量，并通过Kramers-Kronig变换计算了LTN的折射率和色散。图2展示了LTN晶体的折射率和色散曲线，其中折射率随波长增大而减小，且在蓝绿光波段表现出较强色散。
三、结论
本文通过Czochralski法成功生长出了直径为15mm的LTN单晶，并使用XRD和UV-Vis分光光度计分别对其物理和光学特性进行了表征。实验结果表明，该晶体具有良好的透明性和非线性光学性能，适用于蓝绿波段的光学应用。这一研究有助于LTN晶体的应用开发和进一步的基础研究。