一種鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體及其制備方法，其組成為Ｌｉ↓［ａ］Ｎｂ↓［ｂ］Ｏ↓［３］：Ｆｅ↓［ｃ］：Ｍｎ↓［ｄ］：Ｈｆ↓［ｅ］，其中ａ＝０．９３４３６０～０．９４５５２５，ｂ＝１．０００００，ｃ＝０．００１５６２５０～０．００３１２５，ｄ＝０．０００２３４７００～０．０００４６９４，ｅ＝０．０４５００００～０．０６０００００，同成分配比［Ｌｉ］／［Ｎｂ］＝０．９３４３６０～０．９４５５２５。其制備方法是取Ｌｉ↓［２］ＣＯ↓［３］，Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］，Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］，ＭｎＯ，ＨｆＯ↓［２］，按９．３８０００∶１０．０００∶０．００７８１２５∶０．００２３４７∶０．０４０００，烘干并混合均勻，在１１００℃煅燒２小時得到多晶粉料；并將多晶粉料加熱熔化，用Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ方法沿Ｃ軸方向拉脖、放肩、等徑、收尾方法生長鉿鐵錳鈮酸鋰晶體，其拉速為１～３ｍｍ／ｈ，轉(zhuǎn)速為１５～３０ｒｐｍ，氣液溫差２０℃，熔體內(nèi)溫度梯度為１．５℃／ｍｍ，熔體上方溫差為１℃／ｍｍ；再將生長好的晶體在１２００℃下進行單疇化、退火，拋光、切割，得到用于存儲的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體。本發(fā)明專利技術(shù)解決了三維全息存儲器響應時間長和信息揮發(fā)性問題，并在提高響應速度的同時也保證了信息在讀取過程中不被擦除，具有巨大的市場前景。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種光電晶體領(lǐng)域的鈮酸鋰晶體及其制備方法，具體講，是一種光電晶體光 折變的鈮酸鋰三摻晶體及其制備方法。技術(shù)背景三維全息存儲器終將替代目前的存儲器，成為新一代的信息存儲媒介。但是，該產(chǎn)品目 前面臨的最大問題是找不到合適的存儲材料。在CN1277271專利中提出了 Lii.xNbi+y03:Fem:Mn雙摻晶體，其中M是Mg、 Zn、 In抗 光折變摻雜元素的一種。該專利中隨著M雜質(zhì)的摻入，可以提高晶體的單色全息存儲性能，例如，提高抗光散射能力，降低光散射閾值，縮短響應時間。但是，這些晶體的光折變衍射 效率較單摻鐵鈮酸鋰晶體有明顯的下降。Kokanyan等人在"Reduced photorefraction in hafnium-doped single-domain and periodically poled mhiumniobate crystals", Appl. Phys丄ett. 84,1880(2004),發(fā)現(xiàn)了一種新的四價抗光折變摻 雜元素，當摻入Hf02的量達到閾值濃度4moB時，其抗光折變能力可與高摻鎂鈮酸鋰晶體媲 美。 李樹奇等人在"Enhanced photorefractive properties of LiNbO3:Fe crystals by HfO2 co-doping", Appl. Phys. Lett.， 89 (10), 101126 (2006)，報道了 LiNb03:Fe:Hf雙摻晶體的光折變性能也得到了大幅的提 高，既保持了快的響應速度，又保證了非常高的衍射效率，其中還原態(tài)的摻入量為5mol%Hf 的雙摻晶體的響應時間為2.6s，衍射效率為45.4%。由此可見，Hf離子的摻入將明顯改善 摻鐵鈮酸鋰晶體的光折變性能。但是，LiNb03:Fe:Hf雙摻晶體并不能解決在讀取過程中信息 的揮發(fā)性問題。二十世紀九十年代，K.Buse ,A.Abidi,D.Psaltisza專利技術(shù)了一種利用鐵錳雙摻或者銅鈰雙摻 鈮酸鋰晶體的光致色變性實現(xiàn)信息非揮發(fā)性讀取的全光存儲方法(U.S Patent No.6,157,470)。 K.Buse等人在Nature, 393， 665 (1998)， "Non-Volatile Holographic storage in doubly doped lithiumniobatecrystals"中報道了 LiNb03:Fe:Mn的雙色非揮發(fā)性全息存儲，解決了信息的揮發(fā) 性問題，但是同時也引入了響應速度慢的不足，飽和響應時間約為60分鐘，這將很難滿足人 們在進行信息的實時存取時對存取速度的要求。改良與優(yōu)化鈮酸鋰晶體的光折變?nèi)⒋鎯π阅埽绕涫且瑫r解決響應速度慢、信息揮 發(fā)性的問題是人們渴望解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種，以解決三維全息存儲器 在信息的存取過程中響應時間太長和信息的揮發(fā)性問題，從而使其能夠真正用于信息的實時 存取以及使信息在被反復讀取的同時還可以長時間的保存。本專利技術(shù)鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體，其組成表示為LiaNbb03:Fee:Mnd:Hfe;其中，a=0.934360 0. 945525， b=l. 00000， c=0. 00156250 0. 003125， d=0. 000234700 0. 0004694， e=0. 0400000 0. 0600000;同成分配比/二 0. 934360 0. 945525。本專利技術(shù)鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體的制備方法，該方法按下列步驟進行(1) 按上述各元素的計量比，稱取Li2C03、 Nb205、 Fe203、 MnO和Hf02，烘干并混合均勻， 后110(TC煅燒，得到多晶粉料；(2) 將步驟(1)得到的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰多晶粉料熔化，用Czochralski方法生長鉿鐵錳鈮 酸鋰晶體，其拉速為l 3mm/h，轉(zhuǎn)速為15 30rpm，氣液溫差20'C，熔體內(nèi)溫度梯度為1.5 °C/mm，熔體上方溫差為rC/mm;(3) 將步驟(2)得到的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體在120(TC進行單疇化、退火，后進行拋光、 切割，得到用于存儲的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體；本專利技術(shù)鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體的制備方法，該方法是在鈮酸鋰晶體中同時摻入鐵、錳、 鉿金屬離子，其具體方法是按下列步驟進行(1) 按上述各元素的計量比，稱取純度均為99. 99%的Li2C03, Nb205， Fe203, MnO, Hf02， 在15(TC恒溫2小時下烘干原料，然后混合均勻，在80(TC恒溫兩小時，使Li2C03分解，在1100 。C煅燒2小時，得到鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體的多晶粉料；(2) 將步驟(1)得到的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰多晶粉料壓實，放入白金坩堝，用中頻感應加熱 直到粉料全部熔化；用Czochralski方法沿C軸方向按照拉脖、放肩、等徑、收尾等過程生長 鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體；在提拉過程中拉速為1 3腿/h,轉(zhuǎn)速為15 30rpm，氣液溫差20。C， 熔體內(nèi)溫度梯度為1.5°C/mm，熔體上方溫差為rC/mm;(3) 將步驟(2)得到的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體在120(TC下進行單疇化、退火，最后進行拋 光、切割，得到用于存儲的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體。本專利技術(shù)提供的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體，由于Hf離子的摻入淺中心Fe離子的光折變性能 得到了大幅度的提高，而淺中心的光折變性能直接決定雙色非揮發(fā)性全息存儲的響應速度。 因此，鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體能夠同時解決目前三維全息存儲器所遇到的響應時間長和在讀 取過程中信息的揮發(fā)性問題。按照上述方法得到的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體可以用在雙色非揮發(fā)性全息存儲。具有巨大的市場前景。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本專利技術(shù)的具體實施方式作出進一步的詳細說明 實施例1(1) 稱取純度均為Li2C03, Nb205, Fe203, MnO, Hf。2,按9.34360:10.000: 0.0078125: 0. 004694:0. 5000，在20(TC恒溫2小時下烘干原料，然后在混料機上充分混合24小時，在800 。C恒溫兩小時，使Li2C03充分分解，在110(TC煅燒2小時，得到鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體的多 晶粉料。(2) 將步驟(1)得到的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰多晶粉料壓實，放入白金坩堝，利用中頻感應加 熱直到粉料全部熔化。使用Czochralski方法沿C軸方向按照拉脖、放肩、等徑、收尾等過程 生長鉿鐵錳三慘鈮酸鋰晶體。在提拉過程中拉速為1 3國/h，轉(zhuǎn)速為15 30rpm，氣液溫差 20°C，熔體內(nèi)溫度梯度為1.5。C/咖，熔體上方溫差為rC/mm。(3) 將步驟(2)得到的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體在120CrC下進行單疇化、退火。最后進行拋 光、切割，得到用于存儲的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體，其組成表示為LiaNbb03:Fee:Mnd:Hfe，其 中a=0. 934360， b=l. 00000， c=0. 00078125， d=0. 0004694， e=0. 0500000，同成分配比/二 0.934360。實施例2鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體的制備方法，是在鈮酸鋰晶體中同時摻入鐵、錳、鉿等金屬離子， 其具體方法按下列步驟進行(1) 稱取純度均為99. 99%的Li2C03, Nb本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體，其組成表示為Ｌｉ↓［ａ］Ｎｂ↓［ｂ］Ｏ↓［３］：Ｆｅ↓［ｃ］：Ｍｎ↓［ｄ］：Ｈｆ↓［ｅ］；其中，ａ＝０．９３４３６０～０．９４５５２５，ｂ＝１．０００００，ｃ＝０．００１５６２５０～０．００３１２５，ｄ＝０．００ ０２３４７００～０．０００４６９４，ｅ＝０．０４０００００～０．０６０００００；同成分配比［Ｌｉ］／［Ｎｂ］＝０．９３４３６０～０．９４５５２５。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李曉春，易學專，夏雄鷹，王哲，周進文，石峰，王龍生，
申請(專利權(quán))人：太原理工大學，
類型：發(fā)明
國別省市：14[中國|山西]
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