压电晶体YbBa3(PO4)3的生长与性质表征

武广达，樊梦迪，2，杜月浩，姚贵腾，苗鸿臣，程秀凤，于法鹏,赵 显,2

(1.山东大学，晶体材料国家重点实验室，济南 250100；2.山东大学，光学高等研究中心，青岛 266237；3.西南交通大学力学与工程学院，成都 610031)

0 引 言

磷酸钡镱(YbBa3(PO4)3，YbBP)系列化合物由于具有成本相对低廉、合成工艺简单、化学稳定性和热稳定性优良等优点在发光领域受到持续关注[10-12]。近些年来，该系列化学物粉末的激光特性和磁光性能也被陆续报道[13-14]。YbBa3(PO4)3系列化合物属于立方晶系且具有非中心对称结构，该系列晶体在其熔点(～1 800 ℃)以下无相变且无热释电效应，因此在高温压电领域具有潜在的应用价值。然而，对于其压电性能的研究报道并不多见[15]。

本文研究了YbBP 晶体的多晶合成和单晶生长工艺，采用提拉法生长得到了较大尺寸的透明单晶。并对该晶体基本的物理性质进行了系统研究，包括摇摆曲线、拉曼、紫外-漫反射光谱以及室温电弹性能等。

1 实 验

1.1 多晶合成和晶体生长

以纯度为4N的Yb2O3粉末、BaCO3粉末和NH4H2PO4粉末为合成原料，按照YbBa3(PO4)3化学计量比进行精确称量。为了补偿P2O5在物相合成和晶体生长过程中的挥发，将NH4H2PO4质量分数过量约5%。实验研究发现NH4H2PO4的过量有利于优质单晶的生长。经过24 h充分混合后，在1 300 ℃下固相反应20 h后得到单晶生长用YbBP多晶料。采用西安理工大学研制的TDL-J40型中频感应炉进行单晶生长实验。将合成的YbBP多晶料放入φ60 mm× 50 mm铱坩埚中。为了防止铱坩埚的氧化，采用氩气混合体积分数1%的氧气作为生长气氛。晶体生长过程中的提拉速度控制为0.3～2 mm/h，旋转速度控制在8～15 r/min。……