由于晶体材料具有独特的物理特性,可以实现电、光、声、热、磁、力等不同形式能量的相互作用和转换,因此是光电技术、激光技术和微电子技术的物质基础。晶体功能的多样化和稳定的性能,使其应用已经遍布当今社会的各个领域。从军用到民用,从科学研究到实际应用,从日常生活到国计民生,晶体已经成为我们生活当中不可缺少、至关重要的基础材料。随着科技发展,人们对晶体材料的要求越来越高,使得新晶体材料的研究成为当前的一个热点领域。近年来,在二阶姜—泰勒效应(SOJT)理论指导下,一系列既含有d0过渡金属离子又含有孤对电子阳离子的化合物引起了人们的关注和重视。在这类化合物中,阳离子由于SOJT的影响使得配位多面体发生畸变,离子偏离中心,从而使得该类化合物具有非中心对称性,为该类化合物具有某些特定的宏观物理性能提供了结构上的前提。P.ShivHalasyamani、Alex Norquist、Jiang-Gao Mao和J. Gopalakrishnan等研究小组在这一研究领域做了大量的工作。其中P. Shiv Halasyamani等人合成了一系列表现出良好的铁电性和压电性的钨青铜型化合物；Alex Norquist则主要利用畸变较大的Mo6+,合成一系列零维至三维的多氧钼酸盐；而Mao则主要利用含有非成键孤对电子的阳离子,合成了大量具有非中心对称结构的化合物。在这一系列化合物中,BaTeMo2O9因其结构特点引起了我们浓厚的研究兴趣：此化合物中既含有d0过渡金属中畸变最大的Mo元素,又含有含孤对电子的Te元素。目前已经报道的文献也显示BaTeMo2O9粉末具有很强的倍频效应。但关于此化合物的研究目前还仅仅局限于化合物的单晶结构和多晶粉末的基础物理性质,其主要的晶体物理性能还未有报道。我们课题组在该化合物的大尺寸单晶生长领域已经取得了重大的突破,在国际上首次生长`了该化合物的大尺寸单晶(30x23x18mm3)。本论文在生长高质量大尺寸BaTeMo2O9单晶的基础上,对该晶体的压电、介电、弹性、电光、热释电等性能进行了系统的研究,制作了一种压电器件并研究了其性能。依据对此晶体低对称性的分析,从张量出发研究了低对称性晶体的一些性能特征,并根据这些特点定义了低对称性晶体的范围。本论文的主要内容包括：1：概述了晶体的定义及其特征。按照功能对现有的晶体进行了简单的分类,并且概述了发展现状。介绍了SOJT及其在新功能材料中的应用和意义,并在SOJT理论的指导下,挑选出BaTeMo2O9作为研究对象,阐述了其研究意义与发展历程。2：BaTeMo2O9晶体生长晶体结构分析表明,BaTeMo2O9晶体具有畸变较大的八面体和四面体结构,结合对配位多面体内的键长和键角变化的分析,我们推测该晶体极有可能是一种新型多功能单晶。根据本实验室已经成熟的多晶合成和单晶生长工艺,合成了多晶BaTeMo2O9,进行了(010)籽晶定向生长,得到了质量较好的大块单晶。高质量的晶体为以后进行的物理性能研究奠定了坚实的基础。3：BaTeMo2O9晶体介电、压电和弹性性能研究压电晶体有两个重要的研究方向：大的压电系数和弹性系数零温度系数。通过对BaTeMo2O9晶体对称性的分析,利用坐标旋转的方法设计了测试晶体介电、压电和弹性性能的样品切型,并利用谐振法和传输法详细研究了室温下其全部介电、压电和弹性性能,以及介电常数和介电损耗随温度、频率的变化。设计并搭建了测量晶体弹性系数温度效应的实验装置,并利用此装置测得了BaTeMo2O9晶体弹性系数随温度的变化。从晶体结构出发,我们分析解释了BaTeMo2O9晶体具有优秀压电性能的起源。最后,依据所得数据对晶体压电性能进行了综合评价。4：BaTeMo2O9晶体电光性能研究确定了晶体的电光坐标系,利用坐标旋转方法设计了测试BaTeMo2O9晶体电光性能所需的样品切型,用干涉法测得了其电光系数,并在测试过程中排除了BaTeMo2O9晶体逆压电效应的影响,得到了可靠的实验数据。以介电隔离张量为参数,得到了BaTeMo2O9晶体施加电场后的折射率椭球,并对其做了分析研究。结合所得数据的分析和优秀电光晶体的要求,对BaTeMo2O9晶体的电光性能作了综合评价。5：BaTeMo2O9晶体热释电性能研究通过电荷积分的方法获得了BaTeMo2O9晶体在30℃—260℃范围内的热释电系数,分析了和热释电性能相关的参数,并从温度对电阻率和自发极化影响的角度对热释电系数的变化规律做了分析与解释。最后与常见的热释电晶体各参数做了比较,对BaTeMo2O9晶体的热释电性能进行了综合评价。6：BaTeMo2O9晶体压电器件的设计和表征由于BaTeMo2O9晶体的低对称性,其晶体介电、压电和弹性系数矩阵元较多,器件中难免会引入交叉系数的影响,这些交叉系数对器件的信号会起到干扰作用。我们通过坐标旋转法成功的消除了这些不利影响,设计了两种振动模式的压电谐振器,并对器件相关参数谐振频率、机电耦合系数、机械品质因子、频率漂移以及温度漂移与室温谐振频率比值等进行了全面的表征。该研究是对低对称性晶体走向实用的一个有益探索,在低对称性晶体的应用领域具有重要的启发意义。7：以BaTeMo2O9为代表的低对称性晶体的三阶张量和四阶张量研究低对称性晶体对称要素较少,空间不同象限内参数无法全部根据对称要素外推得到。我们通过对BaTeMo2O9晶体三阶张量压电系数、电光系数、二阶非线性光学系数以及四阶张量弹性系数的分析,研究了晶体在三维坐标系下各分量在相邻象限内符号的变化,以及这些变化对测试、器件特征和有效值计算的影响。通过和对称性较高晶系(正交晶系)三阶张量的对比,从张量的意义出发定义了低对称性晶体的范围。