[發明專利]高透明PMN-PT基電光陶瓷的無壓燒結制備方法

有效

• 申請號: 201310434838.7
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103496980A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 盧朝靖;張軍然;張永成;楊振中;葉萬能
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明屬于物理化學材料制備技術領域，涉及一類高透明度的弛豫鐵電體(1-xPb(Mg_1／3Nb_2／3)O₃-xPbTiO₃(簡稱PMN-PT)基透明電光陶瓷的無壓燒結制備方法。

技術背景

在諸多電光功能材料中，鐵電材料由于具有較好的電光和非線性光學性質，一直備受人們的青睞。LiNbO₃(LN)電光晶體研究早，工藝成熟，用其制作的光隔離、波導及調制器件在光通信領域已得到工業化應用，但電光系數低、半波電壓高、光損傷閾值小、溫度敏感性強等缺點限制了其在高端領域的應用[胡軍，張蓉竹.溫度對鈮酸鋰電光相位調制特性的影響.光學與光電技術，7(5)：5，2009.]。KD₂PO₄(DKDP)晶體的光損傷閾值高，光學均勻性好，可以制作在中、高功率激光器使用的電光Q開關和電光調制器，缺點在于DKDP是水溶性晶體，易潮解，晶體生長難度大，成本高[王繼楊，郭勇解，李靜，張懷金.電光晶體研究進展.中國材料進展，29(10)，49，2010.]。

鐵電透明陶瓷Pb_1-xLa_x(Zr_yTi_1-y)_1-x／4O₃(PLZT)具有電光系數大，光損耗低，溫度穩定性好等優點，但是場致效應和偏振依賴散射損耗嚴重，滯后現象明顯，限制了其在可控動態器件方面的應用[K.Uchino，Electro-optic?ceramics?and?their?display?applications，Creamic?International.21：309,1995.]。

新型(1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-xPbTiO₃(PMN-PT)基馳豫鐵電材料不僅具有優異的壓電性能[Z.Kutnjak，J.Petzelt，et?al.The?giant?electromechanical?response?in?ferroelectric?relaxors?as?a?critical?phenomenon，Nature，441：956，2006.]，最新研究發現它還具有目前已知的最高二次電光系數(電光效應約為LN的100倍，PLZT的5倍)和最低半波電壓(約為LN的百分之一)[H.Jiang，Y.K.Zou，et?al.Transparent?electro-optic?ceramics?and?devices，SPIE，Bellingham，WA，5644：380，2005.；W.Ruan，G.R.Li，et?al.Large?Electro-Optic?effect?in?La-Doped0.75Pb(Mg_1／3Nb_2／3)O₃-0.25PbTiO₃transparent?ceramic?by?two-stage?sintering.J.Am.Ceram.Soc.93(8)：2128，2010.]。此外，PMN-PT基透明電光陶瓷還具有工作波段寬(500-7000nm)，響應速度快(納秒級調制)，穩定性好，激光損傷閾值高等優點，非常適合開發高性能動態光電子器件；與單晶相比，透明陶瓷的制備工藝簡單，生產成本低，器件加工不需要光軸對準。