《鋰在鈮酸鋰晶體中的擴散行為及其套用研究》是依託南開大學，由孫軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鋰在鈮酸鋰晶體中的擴散行為及其套用研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫軍
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
化學計量比鈮酸鋰晶體具有優良的光電性能，是一種重要的光電晶體材料，特別適合製作準相位匹配用的鐵電超晶格，在可見光、中紅外等全固態、可調諧雷射器、太赫茲、超快光學等領域具有重要套用價值。但是，化學計量配比的鈮酸鋰晶體不是固液同成分共熔配比，無法採用常用的提拉法得到高質量單晶，目前普遍研究的方法中，採用富鋰熔體和助熔劑體系生長時，熔體與晶體組分差異過大，使得晶體生長速度慢、內部包裹體多、光學質量差、成本高昂等；擴散法雖然簡便易行、能夠獲得高光學質量的晶體，但只適合製備較薄的晶片。為解決制約化學計量比鈮酸鋰晶體套用的技術瓶頸，本項目擬對鋰離子在鈮酸鋰晶體中的擴散行為進行系統研究，分析擴散機制，確定初始條件和邊界條件，對Fick第二定律擴散方程求解，進而探明擴散處理中基片鋰含量、晶片厚度和擴散時間的相互影響關係，探索採用提拉法和擴散法相結合來製備大厚度、高光學質量、低成本的化學計量比鈮酸鋰晶體。
結題摘要
為解決目前擴散法難以製備大厚度近化學計量比鈮酸鋰晶體的問題，本項目對高溫富鋰氣氛下鋰離子在名義純及低摻鎂鈮酸鋰晶體中的擴散進行了系統研究。首先對鋰離子在名義純及低摻鎂鈮酸鋰晶體中的擴散機制及擴散路徑進行了分析，由實驗確定初始條件和邊界條件，通過求解Fick第二定律擴散方程，得到了不同鋰含量時鋰離子的擴散係數。選擇合適組分的擴散基片，結合估算的擴散時間，擬定合適的擴散工藝，成功製備了最大尺寸為9×9×20mm（x×y×z）的名義純及低摻鎂近化學計量比鈮酸鋰晶塊。此外，本項目工作中還標定了名義純鈮酸鋰晶體鋰含量與其居里溫度的關係、摻鎂鈮酸鋰晶體鋰含量及摻鎂量與其居里溫度的關係。
