PMN-32PT∶Er/Yb晶体的结构及性能研究

何爱国，惠增哲，方频阳，龙 伟，李晓娟

(西安工业大学 陕西省光电功能材料与器件重点实验室/材料与化工学院,西安 710021)

PMN-32PT∶Er/Yb晶体的结构及性能研究

何爱国，惠增哲，方频阳，龙 伟，李晓娟

(西安工业大学 陕西省光电功能材料与器件重点实验室/材料与化工学院,西安 710021)

为改善PMN-32PT晶体的光学性能,引入Er3+和Yb3+进行改性，采用高温溶液法生长了PMN-32PT∶Er/Yb弛豫铁电晶体.通过X射线衍射分析了晶体的相结构，利用高温介电温谱仪、准静态d33测试仪、紫外-可见-近红外吸收光谱仪及FLS980稳态瞬态荧光光谱仪分别测试了晶体的介电、压电、光吸收及上转换发光性能.研究结果表明：晶体具有纯的钙钛矿结构，居里温度(Tc)约为148.3 ℃，室温下最大压电常数为1 230 pC/N，在紫外-可见-近红外波段晶体具有一定的光吸收特性.用波长为980 nm的激光激发晶体，观察到强的绿光和红光发射带，分别对应于Er3+的4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁发射.晶体的4S3/2和4F9/2能级的平均寿命为91.40 μs和167.28 μs.稀土离子的掺入，使晶体具备了较强的光吸收和上转换发光特性.

钙钛矿结构；跃迁发射；能级寿命；光吸收；上转换发光

近年来，以Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-xPT)为代表的铅基弛豫铁电单晶成为铁电材料领域中的一个研究热点.该类材料具有典型的A(B1B2)O3型钙钛矿结构，其在准同型相界处具有优异的压电、介电和铁电性能，以及高的机电耦合系数 (k33) 和良好的温度稳定性[1-2].围绕PMN-xPT单晶，人们进行了深入研究，包括其生长技术，压电、介电性能及其影响因素[3]，晶体沿[001]和[111][4-5]等不同取向的性能，以及金属元素……