[发明专利]三元系弛豫基铁电压电单晶及其生长方法

摘要

本发明涉及一种三元系弛豫基铁电压电单晶及其生长方法,所述三元系弛豫基铁电压电单晶的化学组成为x A(B11/2B21/2)X3—y A(B31/3B22/3)X3—(1‑x‑y)ABX3，0﹤x﹤1，0﹤y﹤1，且x+y﹤1。本发明三元系弛豫基铁电压电单晶的相变温度可达到120℃左右，较PMN‑PT和PZN‑PT有了很大的提高，同时其也具有异常优异的压电性能，压电常数和机电耦合系数也分别为1500pC/N和90%以上，是一种综合性能十分优异的压电材料，使得它在超声换能器、驱动器和传感器件等方面有着非常巨大而广泛的应用前景。

主权项

一种三元系弛豫基铁电压电单晶的生长方法，其特征在于，采用区熔‑下降法生长所述三元系弛豫基铁电压电单晶，其中结晶炉温分为三段，包括中部高温区、上部低温区和下部低温区，中部高温区的温度范围为1280～1420℃，中部高温区的下部界面的温度梯度为20～80℃/cm，中部高温区的上部界面的温度梯度为10～50℃/cm，坩埚下降速率为0.1～1.2mm/小时；所述中部高温区的宽度为用于生长所述三元系弛豫基铁电压电单晶的晶锭的长度的20～50%；所述三元系弛豫基铁电压电单晶的化学组成为x A(B11/2B21/2)X3—y A(B31/3B22/3)X3—(1‑x ‑y ) ABX3，0﹤x ﹤1，0﹤y ﹤1，且x+y﹤1，其中，A为Pb2+、或者Pb2+与选自Ba2+、Ca2+、Sr2+的A位掺杂元素的组合，A位掺杂元素的掺杂量为0～5.0mol%；B1为In3+、或者In3+与选自Yb3+、Cr3+、Fe3+、Sc3+、Ho3+的B1位掺杂元素的组合，B1位掺杂元素掺杂量为0～10mol%；B2为Nb5+、或者Nb5+与选自Ta5+、Sb5+的B2位掺杂元素的组合，B2位掺杂元素掺杂量为0～5mol%；B3为Mg2+、或者Mg2+与选自Cu2+、Cd2+、Ni2+的B3位掺杂元素的组合，B3位掺杂元素掺杂量为0～10mol%；B为Ti4+、或者Ti4+与选自Zr4+、Sn4+、Mn4+的B位掺杂元素的组合，B位掺杂元素掺杂量为0～5mol%；X为O2‑、或者O2‑与选自F‑、Cl‑、Br‑、I‑的X位掺杂元素的组合，X位掺杂元素掺杂量为0～5mol%。