铌锌酸铅-钛酸铅单晶的生长及性能

陈慧挺，赫崇君，朱 俊，李自强，高慧芳，路元刚

(1.中山火炬职业技术学院光电信息学院，中山 528436;2.南京航空航天大学航天学院，空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室，南京 211106;3.山东大学晶体材料国家重点实验室，济南 250100;4.江苏省埃迪机电设备实业有限责任公司，南京 211101;5.中国电子科技集团第55研究所，南京 210016)

0 引 言

铅基弛豫型铁电单晶具有优异的压电和机电性能，受到功能材料界极大关注，并在工业领域得到了广泛应用[1-2]。与传统的Pb(Zr,Ti)O3(PZT)系压电陶瓷相比，单晶的压电常量d33由600 pC/N提高到2 500 pC/N，机电耦合因数k33由70%提高到93%～95%，最大电致伸缩应变由0.15%提高到1.7%[3-5]。Pb(Zn1/3Nb2/3)O3与PbTiO3混合而成的(1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PZN-PT)单晶，在0.082 100 pC/N)，而且具有极高的透光率和电光系数(220 pm/V)，进一步掀起了新型电光晶体材料的研究热潮。相较于传统的电光晶体LiNbO3和KH2PO4(KDP)，弛豫铁电单晶具有极高的电光系数，有望降低调制工作电压，从而减小电光器件的尺寸[10-11]。

近年来，人们对PZN-PT单晶光学性能研究产生了浓厚兴趣，该单晶具有较高的电光系数[12]。研究发现[111]方向极化PZN-7%PT单晶的电光系数达到90 pm/V，预计PZN-PT单晶将成为提升电光调制器件性能的关键材料[13]。与铌酸锶钡和钛酸钡单晶相比，弛豫铁电单晶PZN-PT的电光性能在较宽的温度范围内比较稳定；与钽酸锂和铌酸锂单晶材料相比较，PZN-PT单晶的电光系数较大[14]。同时，采用助熔剂法容易生长出大尺寸高质量的PZN-PT单晶，而且重复性较好[15-16]。然而，国内外对PZN-PT单晶光学性质的研究报道并不充分[17-18]。为了拓展PZN-PT单晶在电光调制器件中的应用，本文研究了PT质量百分数为5%、8%和12%的PZN-PT单晶的光学性质。……