實(shí)驗(yàn)名稱：高溫周期極化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)研宄MgO：LN晶體在高溫作用下的自發(fā)極化強(qiáng)度、矯頑場(chǎng)、疇生長(zhǎng)速率模型，探索了高溫對(duì)其鐵電疇反轉(zhuǎn)特性的影響；此外，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一套用于高溫下外加電場(chǎng)極化法制備PPLN晶體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用了氧化銦錫（ITO）電極的透明特性，使用電光成像法監(jiān)測(cè)疇生長(zhǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，并結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，討論了在不同極化狀態(tài)下的疇成核和疇生長(zhǎng)過(guò)程，補(bǔ)充了鐵電疇反轉(zhuǎn)的宏觀模型。

測(cè)試設(shè)備：高壓放大器、信號(hào)發(fā)生器、示波器等。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

圖1：周期極化裝置示意圖

首先進(jìn)行極化樣品的制備，制備過(guò)程主要包括涂膠、前烘、曝光、顯影、堅(jiān)膜、腐蝕、劃片。晶片通過(guò)光刻后，在其+Z面制備得到了預(yù)先設(shè)計(jì)的周期性電極，然后在其-Z面鍍上均勻電極用作后續(xù)的周期極化過(guò)程。圖1所示的是周期極化裝置示意圖。信號(hào)發(fā)生器將設(shè)置好的極化電壓波形通過(guò)高壓放大器施加到晶體正負(fù)Z面，與此同時(shí)，利用高精度示波器，檢測(cè)高壓放大器的輸出電壓，并通過(guò)串聯(lián)電阻監(jiān)測(cè)通過(guò)晶體的極化電流。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖2：常溫下獲得的PPLN晶體的光學(xué)顯微鏡照片及疇合并原理：(a)PPLN晶體+Z面光學(xué)顯微鏡照片；(b)PPLN晶體Ｙ面光學(xué)顯微鏡照片；(c)常溫金屬電極法極化MgO：LN晶體疇合并原理

常溫極化下，極化時(shí)間內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于晶體發(fā)生極化反轉(zhuǎn)所需的電荷轉(zhuǎn)移，說(shuō)明晶體內(nèi)部存在疇過(guò)度極化，而疇過(guò)度極化會(huì)引起反轉(zhuǎn)疇合并現(xiàn)象。極化過(guò)程完成后使用HF對(duì)晶體進(jìn)行腐蝕，用光學(xué)顯微鏡觀察疇結(jié)構(gòu)。如圖2(a)(b)所示，所獲得的PPLN的+Z面和Y面均發(fā)生了大面積的合并，反轉(zhuǎn)疇?zhēng)缀跞空紦?jù)了整個(gè)晶體+Z面。造成晶體疇合并的原理圖如圖2(c)所示，由專家提出的疇反轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型，極化反轉(zhuǎn)的第一階段是反轉(zhuǎn)疇在電極邊緣成核，然后同時(shí)進(jìn)行反轉(zhuǎn)疇的橫向和縱向生長(zhǎng)，由于過(guò)高的極化電壓導(dǎo)致疇橫向和擴(kuò)張生長(zhǎng)速度加快，會(huì)使得一部分反轉(zhuǎn)疇更早地貫穿至晶體-Z面。有研宄發(fā)現(xiàn)，MgO：LN晶體發(fā)生極化反轉(zhuǎn)后，極化反轉(zhuǎn)區(qū)域的電阻率將從6*1013Ω·cm降低至7*107Ω·cm。這種顯著的電阻率變化將導(dǎo)致極化過(guò)程中更容易使疇在已經(jīng)極化反轉(zhuǎn)的區(qū)域發(fā)生擴(kuò)張，加劇了該區(qū)域反轉(zhuǎn)疇的橫向擴(kuò)張，造成相鄰電極間的反轉(zhuǎn)疇合并，當(dāng)反轉(zhuǎn)疇縱向生長(zhǎng)貫穿晶體時(shí)，疇的橫向擴(kuò)張就己經(jīng)很嚴(yán)重了，形成了圖2所示的晶體疇結(jié)構(gòu)不均勻，疇合并嚴(yán)重的現(xiàn)象，所以這種反轉(zhuǎn)疇的非均勻生長(zhǎng)會(huì)嚴(yán)重影響周期極化的質(zhì)量。

高壓放大器推薦：ATA-7015

圖：ATA-7015高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產(chǎn)品詳情請(qǐng)持續(xù)關(guān)注我們。西安安泰電子Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。高壓放大器https://www.aigtek.com/products/bk-gyfdq.html

審核編輯 黃宇