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    題名: Zn:LiNbO3之晶體生長與其特性研究;Growth and Properties of Zn:LiNbO3 Crystals
    作者: 胡明理;Ming-Li Hu
    貢獻者: 光電科學研究所
    關鍵詞: 鐵電性;非線性光學;週期性極化;掺鋁鈮酸鋰;Period Poling;Zn;LiNbO3
    日期: 2004-01-06
    上傳時間: 2009-09-22 10:23:35 (UTC+8)
    出版者: 國立中央大學圖書館
    摘要: 本論文主要研究Zn:LiNbO3晶体之生長及其物理特性,MgO與ZnO的摻雜都可使LiNbO3的抗光強度提高100倍以上,但其摻雜之濃度閥值卻不同,前者為5.0 mol% Mg:LiNbO3;後者卻為7.5 mol% Zn:LiNbO3。二種摻雜之晶体,在濃度閥值所表現的物理特性比純LiNbO3優良,尤其是Zn:LiNbO3鐵電性矯頑場的降低,已接近計量比鈮酸鋰之矯頑場強度,有助於增加週期性電疇反轉結構之厚度及工程之改善。 吾人利用柴式提拉法生長不同濃度之Zn:LiNbO3晶体,藉由穿透率,晶格常數,熱差分析,倍頻量測,OH־吸收光譜,拉曼光譜及電滯迴線的測量來分析Zn:LiNbO3晶体的特性及其摻雜機制,主要獲得以下之結果: (1).在生長較高濃度晶体時,易發生組份過冷之現象,在晶体尾端產生所謂的分格結構,此現象可以增加溫場之溫度梯度來改善。 (2).由Zn:LiNbO3晶体的X-ray晶格常數,穿透率及拉曼光譜對氧化鋅濃度之關係,可知Zn:LiNbO3晶体在氧化鋅濃度為2.0、5.0及7.5 mol%附近有摻雜機制上的變化。 (3).隨摻雜濃度之提高,在閥值濃度之晶体,其電疇反轉之起始電場可降低至矯頑場以下,但電疇反轉之時間增加,電疇反轉後達穩定之時間減少。自發極化大小對濃度之變化並不敏感。 (4).濃度7.5 mol% Zn:LiNbO3晶体之矯頑場可降低至5.0 kV/mm以下,內場可降低至0.6 kV/mm,其數值已非常接近計量比鈮酸鋰晶体之數值。有助於週期性極化結構之改善。 (5).Zn原子進入LiNbO3晶体之取代方式,在小於5.0 mol%時,Zn以不同比例同時取代Li位置之Li及NbLi,至5.0 mol%時,NbLi被取代完畢;濃度在5.0~7.5 mol%之間,則完全取代Li位置之Li;超過7.5 mol%,則以3:1之比例取代Li及Nb。 (6).Zn離子進入LN晶格中產生(ZnLi)+及(ZnNb)3-,與(NbLi)4+比較,對鐵電性矯頑場及內場之影響程度為(NbLi)4+> (ZnNb)3- > (ZnLi)+。 實驗證明,7.5 mol% Zn:LiNbO3晶体為優良之晶体材料,其生長容易,易於加工,穿透率高,結構緊緻,非線性光學性質佳,矯頑場及內場強度小,已接近計量比鈮酸鋰之性質,在微電疇結構工程上深具發展之潛力。 The growth and properties of Zn:LiNbO3 crystals were investigated.
    顯示於類別:[光電科學研究所] 博碩士論文

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