铌酸锂薄膜的制备及其表征

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LiNbO3材料是目前发现的具有优越光学性能的材料之一,其具备压电,声光,非线性,电光,激光活性和光折变等众多良好特性,被人们称作“光学硅”。因此LiNbO3材料的研究一直备受世界各国研究者的关注。   本文采用PLD技术分别在ITO玻璃衬底和硅基金刚石衬底上制备了LiNbO3薄膜材料。研究了衬底温度、氧气压强和激光能量等工艺参数对LiNbO3薄膜结晶质量和取向性的影响,确定了制备高质量LiNbO3压电薄膜的工艺参数范围。最后采用水热合成制备法初步探讨制备了铌酸锂纳米材料。通过对各种表征结果的分析得出:   1.采用PLD技术在ITO玻璃衬底上制备了LiNbO3薄膜,通过对影响沉积LiNbO3薄膜工艺参数的研究,制备了(104)和(006)取向的LiNbO3薄膜材料,其工艺参数为:(104)取向:衬底温度为650℃,氧气压强为30Pa,激光频率为3Hz,激光能量为230mJ,靶材与衬底距离为4cm。(006)取向:衬底温度为650℃,氧气压强为50Pa,激光频率为3Hz,激光能量为230mJ,靶材与衬底距离为4cm。   2.采用PLD技术在硅基金刚石上面制备了LiNbO3/SiO2多层膜结构,并研究了衬底温度、氧气压强和激光频率对铌酸锂薄膜C取向生长和薄膜缺锂的影响,初步确定了利于LiNbO3压电薄膜C轴取向生长和防止其缺锂相出现的工艺参数范围为:衬底温度为680℃,氧气压强为60Pa,激光频率为3Hz,激光能量为230mJ,靶材与衬底距离为4cm。   3初步探讨了采用水热合成法制备铌酸锂纳米材料中反应合成时间对其的影响,通过对实验结果分析发现反应时间在96小时以上有利于制备结晶质量高,大小均匀的铌酸锂球形粉体材料。
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