6英寸高一致性铌酸锂压电晶体的生长及表征开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述一、课题背景铌酸锂(linbo3)是一种多功能人造晶体材料，具有很好的压电、铁电、非线性光学、电光、热释电等特性[1]，由于较高的机电耦合系数以及化学机械稳定性，铌酸锂在压电器件、光学器件等电子器件应用方面显示出巨大潜力，其他合适的材料相比，linbo3的优势在于其成本低和易于加工，目前已广泛应用于压电应用、声表面波滤波器件、光学应用、介电超晶格等领域[2]。

在十四五规划时期，包括光子与微纳电子等重大创新领域将以国家战略性需求为导向推进创新体系优化组合，linbo3晶体集多种光电性能于一体且能达到实用化性能要求，在光电材料中十分罕见，为了适应声表面波器件的低成本、高效率的生产需求，促进其在声学应用、光通信应用、光子集成芯片等领域尽快实现突破，急需研究更大尺寸铌酸锂单晶的生长[1]。

二、铌酸锂晶体生长工艺研究进展熔体法是目前生长各种大型单晶和特定形状单晶最常用的方法，生长方法主要为提拉法。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、研究或解决的问题本课题针对6英寸铌酸锂晶体生长困难的问题，采用理论研究分析与实验验证相结合的方法，分析4英寸和 6英寸铌酸锂晶体生长温度场的异同点，通过优化晶体生长界面和晶体冷却区温度梯度等方法，研究原料配比对晶体成分一致性的影响，研究晶体生长速度、旋转速度、生长固液界面形状等长晶工艺对晶体一致性的影响，克服直径扩大带来的放肩困难、熔体流动模式复杂、晶体残余热应力增大等问题，最终获得6英寸高一致性铌酸锂晶体。

二、拟采用的研究手段通过设计合适的通过设计合适的温场结构，优化旋转、提拉速率等长晶参数，制备出无裂纹的6英寸linbo3晶体。

拟采用x射线衍射仪(xrd)表征分析晶体的结构性质；采用电感耦合等离子体光发射光谱仪(icp)表征分析晶体的一致熔融组分级偏差；用差示扫描量热仪(dsc)测试晶体的比热；热扩散系数测定仪测得热扩散系数；采用波长覆盖范围为300~2000 nm的光波测量晶体的吸收光谱。