Zn:LiNbO3之晶體生長與其特性研究; Growth and Properties of Zn:LiNbO3 Crystals

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Title:	Zn:LiNbO3之晶體生長與其特性研究;Growth and Properties of Zn:LiNbO3 Crystals
Authors:	胡明理;Ming-Li Hu
Contributors:	光電科學研究所
Keywords:	鐵電性;非線性光學;週期性極化;掺鋁鈮酸鋰;Period Poling;Zn;LiNbO3
Date:	2004-01-06
Issue Date:	2009-09-22 10:23:35 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	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.
Appears in Collections:	[Graduate Institute of Optics and Photonics] Electronic Thesis & Dissertation

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