补充资料：热释电单晶材料

热释电单晶材料
Pyroeleetrie single erystalmaterials

热释电单晶材料pyroeleetrie Single Crysta-materials具有热释电效应的晶体材料。当晶体受温度变化影响时，由于自发极化强度的相应变化而在晶体的一定方向上产生表面电荷的现象称热释电效应。常用的热释电单晶材料主要有三甘氨酸硫酸盐晶系和氧化物单晶。 三甘氛酸硫酸盐分子式为(NHZCHZCOOH)3·HZSO、。简称TGS。是由甘氨酸和硫酸以3:1的克分子比例配制成饱和水溶液，然后用降温法生长获得。较容易得到大的优质单晶体。其结构属单斜晶系，居里温度Tc约为49℃。高于Tc不存在热释电效应。低于Tc，点群为2，空间群为几1.平行b轴方向产生自发极化，此时b轴为极性轴。TGS是典型的二级相变铁电体。通常铁电体需极化才具有热释电性质。 TGS晶体的电极化强度尸大，相对介电常数:r小，故材料优质因子尸/:r也大，是一种重要的热释电探测器材料。垂直b轴存在解理面，方便于器件的制作。这类晶体主要缺点是易吸潮，机械强度差。但采用密封封装可以避免材料受潮已获实际应用的TGS晶体主要有以下3种。 ①氖化TGS(DTGS):将TGS用重水D20进行重结晶可实现氖化，从而使Tc可提高到60℃以上，尸/:r略有提高。主要用作热释电摄象管靶材料和傅里叶光谱仪中的中红外和远红外器件材料。 ②掺L一a丙氨酸TGS(LATGS少:分子式是(NH:CH 2 COOH)3(1一x)〔NH 2 CH(CH3)COO}I〕3x·HZSO;。这种掺杂晶体的内偏场Eb大于3 kV/cm时，表明晶体中掺入了足够量的L一a丙氨酸，从而使晶体具有锁定极化性质，即晶体不需极化就具有热释电性质;此外将晶体加热超过Tc后，再冷却到Tc以下，仍能恢复其热释电性质，具有较高的稳定性。掺L一a丙氨酸后晶体的:r和介电损耗都减小，故尸/:r有所提高。LATGS是热释电探测器的良好材料。采用旋转圆盘法生长晶体，可以改进LATGS的均匀性。 ③氖化LATGS(DLATGS):兼有DTGS和LATGS两种晶体的优点，Tc高，具有锁定极化性质，适于制作工作温度高、性能稳定的器件，尤其适合用作热释电摄象管靶材料。 TGS还有几种相同结构的晶体，如三甘氨酸硒酸盐(TGS口和三甘氨酸氟被酸盐(TGFB)。目前正开展对TGS品体改性研究。例如以H3PO;或H3AsO4部分取代TGS中的H2504，可提高晶体的热释电性质。 .氧化物单晶在高温下用提拉法生长，可获得高质量的单品生长速率比水济液法生长快。晶体物化性质稳定，机械强度高，但生长设备较复杂。已得到实际应用的晶体有两种。 ①钮酸锉单晶(LITaO3):属三方晶系，c轴是极轴，具有氧八面体的AB03晶格结构。Tc为620℃，不易退极化。因为Tc高，故在很宽温度范围里尸/:r值都较高，且变化不大，适合制作工作温度范围大的高稳定性器件。其介电损耗可低于Zxlo一4，又是高归一化探测度D’的热释电探测器材料。 ②妮酸锯钡单晶(Srl一二BaxNbZO6):属钨青铜结构。与LITaO3相比，其尸和:r大，尸/:r不高。。r大适合做小面积或多元器件。掺入少量LaZO3或N山03可克服其退极化的问题。 此外，还有钦酸钡(BaTIOs)、钦酸铅(PbTIO3)和锗酸铅(Pb5Ge3O，1)等单晶。(林学仕)

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