Mn、Zr和Ca共掺杂KNN基单晶的无籽晶固相法生长、结构和压电性能研究

作者：江民红^*; 王维; 宋嘉庚; 路欢; 张钊伟; 李文迪; 李林

来源：陕西师范大学学报(自然科学版), 2021, 49(04): 61-68.

DOI：10.15983/j.cnki.jsnu.2021.02.018

• 压电材料
• 铌酸钾钠
• 单晶
• 无籽晶固相法
• 压电性能

采用无籽晶固相晶体生长技术制备了MnO2掺杂99.3K0.5Na0.5NbO3-0.4LiBiO3-0.3CaZrO3(KNN-LB-CZ)无铅压电单晶,研究了Mn含量变化对KNN-LB-CZ单晶的生长、结构和压电性能的影响。结果表明,在不同生长温度下,MnO2的添加均呈现出抑制晶体生长的趋势,当MnO2的摩尔分数为0.125%～0.5%时,样品上表面中的单晶化面积由95%以上逐渐降低到30%;当MnO2的摩尔分数超过0.625%时,几乎没有肉眼可见大晶粒的出现。这说明MnO2的添加没有改变晶体的钙钛矿结构,也没有使晶体中生成第二相,但有利于单晶微结构的致密化。未掺杂MnO2单晶的压电常数d33和介电损耗tan δ分别为200 pC/N和0.06;当掺杂量为0.5%时,单晶的d33提高到450 pC/N,介电损耗降至0.03;适量的MnO2掺杂,有利于提高单晶的压电性能。

• 单位
  桂林电子科技大学