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铌酸锂(LN)晶体具有优良的压电、热释电、电光、双折射、非线性光学等效应,是一种重要的、应用广泛的功能晶体材料。目前广泛应用的LN晶体多为同成分生长得到,由于同成分生长的LN晶体中存在Li空位和反位Nb等缺陷,使其在光学和非线性光学应用中受到了限制。因而,如何减少Li空位和反位Nb缺陷,生长高质量、近化学剂量比的LN晶体的研究成为热点。近年来。对于近化学剂量比LN晶体生长的研究报道较多,主要有带自动供料系统的双坩埚技术、气相交换平衡技术(VTE)、以K2O为助溶剂的高温顶部籽晶法(HTTSSG)。但是,这些方法存有这样或那样的不足,所制备的晶体中仍存在着Li分布不均匀的问题。为此,设想从解决Li/Nb近化学剂量比的原料入手,以获得高质量的近化学剂量比的LN晶体。本文基于LN晶体结构的特点,在查阅了大量相关文献的基础上,设计、采用溶胶一凝胶法,制备了LN纳米晶,以及掺质LN纳米晶;对其微观结构、形貌及性质进行了表征,并与LN单晶进行了比较,得到一些新颖的结果。本论文的主要研究内容和结论如下:1.以高纯NbCl5和CH3COOLi.2H2O、柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法(sol-gelmethod)制备出LN纳米晶,利用X射线衍射(XRD)、TG-DTA、FTIR和透射电镜(TEM)等表征手段对所制备的纳米晶粉体进行表征;结果表明,烧结温度为600℃时,LN相的纳米晶已经形成,这一温度远低于固相合成温度(>1000℃),也低于Li2O沸点(1347℃)。所得纳米晶的颗粒尺寸在50-60nm左右,颗粒大小比较均匀,尺寸随着烧结温度的升高而长大。2.以高纯Nb2O5和Li2CO3、柠檬酸为原料,采用Pechini法制备了LN纳米晶,并对其进行了XRD、TEM表征;XRD表明纯的LN纳米晶形成的凝胶烧结温度为600℃;通过谢乐公式可以算出纳米晶颗粒大小在60-70nm左右,与TEM照片上所显示尺寸一致,没有出现大的团聚现象。3.以NbCl5和CH3COOLi.2H2O、Er(NO3)3·5H2O、柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备出Er3+∶LN纳米晶,并对其进行了XRD、TEM表征。结果表明,在600℃低温烧结下,纳米晶结晶性较好,颗粒较均匀;其吸收光谱测试结果与Er3+∶LN单晶图谱大致相同;荧光光谱测试结果表明,通过514nm的光激发后,在1053nm处有一尖锐发光峰,这是4I11/2-4I15/2跃迁的缘故,与晶体发光谱相比,红移约35nm,这是由于纳米晶量子尺寸效应与表面效应所致。4.以NbCl5和CH3COOLi.2H2O、Nd2O3、柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法,制备出Nd3+∶LN纳米晶;并对其进行了XRD、TEM表征,结果表明,在600℃烧结下,纳米晶结晶性较好,颗粒较均匀;吸收光谱结果表明,在可见与近红外范围内有较宽的吸收带,与晶体相似;荧光光谱测试结果表明,在355nm的光激发下,在1077nm处有一发光峰,与Nd3+∶LN晶体相比,蓝移约10nm。5.以NbCl5和CH3COOLi.2H2O、CrCl3.6H2O、柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法,制备出Cr3+∶LN纳米晶;并对其进行了XRD、TEM表征,结果表明,在600℃烧结下,纳米晶结晶性较好,颗粒较均匀;并测试了其吸收光谱,结果与晶体相似;利用Cr3+在LN中的占位不同从而引起Cr3+∶LN晶体吸收光谱不同这一特征,研究了Cr3+∶LN纳米晶中Cr3+离子在晶格中的占位情况;并结合热分析,推断了Cr3+∶LN纳米晶的纯度,并近似推断出Li和Nb比情况。