La3+掺杂对Pb(Lu1/2Nb1/2)O3反铁电单晶储能性能的影响

• 作者: 何超 刘颖 杨晓明 王祖建 苏榕冰 龙西法
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 物理学
• 关键词: Pb(Lu1/2Nb1/2)O3 反铁电晶体 顶部籽晶法 能量存储密度
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 声光电磁晶体材料专栏
• 页码范围: 1016-1022
• 页数: 7页
• 分类号: O738
• 字数: 4195字
• 语种: 中文

摘要

采用顶部籽晶法生长了La3+掺杂Pb(Lu1/2Nb1/2)O3(PLN)反铁电单晶,晶体组分简写为xLa-PLN(x=1％、3％、5％),并详细研究了La3+掺杂对PLN晶体储能性能的影响.通过ICP测试了不同配比晶体的实际掺杂比例,分别为0.3％、1.1％、2.9％.XRD显示该晶体体系为正交相钙钛矿结构,且存在两套超晶格衍射点阵,分别由A位铅离子反平行排列和B位离子有序排列导致.介电温谱给出了晶体的介电常数、介电损耗随温度和频率的变化规律,不存在弥散相变.变温电滞回线显示,该体系均表现出典型的双电滞回线特性,且随着La3+含量的增加,有效储能密度逐渐增大,最高储能密度达到5.1 J/cm3.这主要是由于La3+掺杂导致体系的容忍因子下降,从而增强了反铁电稳定性,最终提高了PLN体系的能量存储密度.