Кристалл танталата лития и его применение-01

Введение

Танталат лития (LiTaO ₃ , обозначаемый как LT), как превосходный многофункциональный кристаллический материал, обладает хорошими пьезоэлектрическими, электрооптическими и пироэлектрическими свойствами и идеально подходит для изготовления фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ), резонаторов, тюнеров, переключателей добротности и пироэлектрические детекторы . Устройства из кристалла LT  (www.wisoptic.com) широко используются в автомобильной электронике, связи 5G и инфракрасных детекторах и имеют широкие рыночные перспективы.

В 1965 году Боллман использовал метод вытягивания для выращивания LT .  монокристалл впервые . Как  сегнетоэлектрический кристалл, LT бесцветный или светло-желтый, относится к тригональной кристаллической системе, с плотностью 7,45 г/см ³ , температура Кюри 603 °С, температура плавления 1650 ° С .  TCD (температурные коэффициенты задержки )  является  18×10 ^-6 в диапазоне температур 20-80 ° С. НТ  кристалл _  богаты сырьем, стабильны по своим характеристикам, просты в обработке и позволяют получать высококачественные монокристаллы большого размера. Текущий рыночный спрос на низкотемпературные кристаллы продолжает расти . В этой статье представлены характеристики, методы регулирования производительности и методы подготовки кристаллов LT.  кристалл, анализирует его  прогресс исследований в различных областях применения, и с нетерпением ждет его  будущее.

1.1 Кристаллическая структура и дефекты

Это  тригональный кристалл, а каждая гексагональная элементарная ячейка содержит ₆ молекул LiTaO 3 . В табл. 1 приведены координаты атомов гексагональной элементарной ячейки LT .  кристалл. Кристалл LT имеет  структура ильменита и решетка АВО ₃ с кислородным октаэдрическим каркасом. Миядзава и др. обнаружили, что изотропная точка твердого тела LT  находится при мольной доле Li ₂ O 48,75%, то есть при молярном отношении r (Li)/r (Ta) = 48,75/51,25 = 0,951 . Постоянная кристаллической решетки кристаллов НТ составляет a =b=0,5154 нм, c=1,3863 нм.

Таблица 1 .  Атомные координаты гексагональной элементарной ячейки кристалла LT

В LT  кристалл, количество Ta ⁵⁺ больше, чем количество Li ⁺ .  Так как связь Та-О более прочная, чем у Li-О , поэтому  избыток Ta ⁵⁺ займет место Li⁺ ,  в общем. Чтобы сохранить электрическую нейтральность кристалла, вакансии  на сайте Li ⁺ появится. Но иногда Li ⁺ занимает позицию Ta ⁵⁺ . Итак , в LT есть два внутренних дефекта.  кристалл: антиузел тантала (Ta ^Li₄₊) и вакансии лития (V ^Li_-). По сравнению с ниобатом лития танталат лития имеет меньше внутренних дефектов. На рис. 1 представлена ​​модель кристаллической структуры танталата лития.

Рис. 1. Модель кристаллической структуры танталата лития.