實驗名(ming)稱：高(gao)溫(wen)周期(qi)極化(hua)實時(shi)監(jian)測過程

　　實驗目(mu)的(de)：通過研宄(gui)MgO：LN晶(jing)體(ti)在高(gao)溫(wen)作用(yong)(yong)下的(de)自(zi)發(fa)極(ji)(ji)化(hua)強度、矯頑場(chang)、疇生(sheng)長速率模(mo)型，探索(suo)了高(gao)溫(wen)對(dui)其鐵(tie)電疇反轉特性的(de)影(ying)響；此外，設計并構(gou)建了一(yi)套用(yong)(yong)于高(gao)溫(wen)下外加電場(chang)極(ji)(ji)化(hua)法制(zhi)備PPLN晶(jing)體(ti)的(de)實時(shi)監測系(xi)統(tong)。利用(yong)(yong)了氧化(hua)銦錫（ITO）電極(ji)(ji)的(de)透明特性，使用(yong)(yong)電光(guang)成像法監測疇生(sheng)長的(de)實時(shi)狀態(tai)，并結合實時(shi)監測系(xi)統(tong)的(de)監測結果，討(tao)論了在不同極(ji)(ji)化(hua)狀態(tai)下的(de)疇成核和疇生(sheng)長過程，補充了鐵(tie)電疇反轉的(de)宏觀(guan)模(mo)型。

　　測試(shi)設備：高壓放(fang)大器、信號發生器、示波(bo)器等。

　　實驗過程：

　　圖1：周期極化裝置示意圖

　　首(shou)先進行極(ji)(ji)化樣品的(de)制備，制備過程主(zhu)要包括涂膠(jiao)、前烘、曝光、顯(xian)影、堅膜、腐蝕、劃片。晶片通(tong)過光刻后(hou)(hou)，在其(qi)+Z面(mian)制備得到(dao)了預先設計的(de)周(zhou)期性電(dian)極(ji)(ji)，然后(hou)(hou)在其(qi)-Z面(mian)鍍(du)上(shang)均勻電(dian)極(ji)(ji)用作后(hou)(hou)續的(de)周(zhou)期極(ji)(ji)化過程。圖(tu)1所示(shi)的(de)是周(zhou)期極(ji)(ji)化裝置示(shi)意(yi)圖(tu)。信號發生器(qi)將設置好的(de)極(ji)(ji)化電(dian)壓波(bo)形通(tong)過高壓放大器(qi)施加(jia)到(dao)晶體正負Z面(mian)，與此同(tong)時，利用高精度示(shi)波(bo)器(qi)，檢測(ce)高壓放大器(qi)的(de)輸出電(dian)壓，并通(tong)過串聯電(dian)阻(zu)監(jian)測(ce)通(tong)過晶體的(de)極(ji)(ji)化電(dian)流。

　　實驗結果：

　　圖2：常溫(wen)下獲得的PPLN晶(jing)體(ti)的光(guang)(guang)學顯微(wei)(wei)鏡照片及疇合并原理：(a)PPLN晶(jing)體(ti)+Z面(mian)光(guang)(guang)學顯微(wei)(wei)鏡照片；(b)PPLN晶(jing)體(ti)Ｙ面(mian)光(guang)(guang)學顯微(wei)(wei)鏡照片；(c)常溫(wen)金屬電極(ji)(ji)法極(ji)(ji)化MgO：LN晶(jing)體(ti)疇合并原理

　　常溫極化下，極化時間內電荷轉移量遠遠大于晶體發生極化反轉所需的電荷轉移，說明晶體內部存在疇過度極化，而疇過度極化會引起反轉疇合并現象。極化過程完成后使用HF對晶體進行腐蝕，用光學顯微鏡觀察疇結構。如圖2(a)(b)所示，所獲得的PPLN的+Z面和Y面均發生了大面積的合并，反轉疇幾乎全部占據了整個晶體+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動力學模型，極化反轉的第一階段是反轉疇在電極邊緣成核，然后同時進行反轉疇的橫向和縱向生長，由于過高的極化電壓導致疇橫向和擴張生長速度加快，會使得一部分反轉疇更早地貫穿至晶體-Z面。有研宄發現，MgO：LN晶體發生極化反轉后，極化反轉區域的電阻率將從6*10¹³Ω·cm降低至7*10⁷Ω·cm。這(zhe)(zhe)種顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)電阻率變化將導致極(ji)化過程(cheng)中更容易使疇(chou)(chou)在已(yi)經(jing)(jing)極(ji)化反轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)區域發生擴張，加(jia)劇(ju)了(le)(le)(le)該區域反轉(zhuan)疇(chou)(chou)的(de)(de)(de)(de)(de)橫向擴張，造(zao)成相(xiang)鄰電極(ji)間的(de)(de)(de)(de)(de)反轉(zhuan)疇(chou)(chou)合并，當(dang)反轉(zhuan)疇(chou)(chou)縱向生長貫穿晶(jing)體(ti)時，疇(chou)(chou)的(de)(de)(de)(de)(de)橫向擴張就己經(jing)(jing)很(hen)嚴重(zhong)了(le)(le)(le)，形(xing)成了(le)(le)(le)圖2所示的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)疇(chou)(chou)結構不均勻，疇(chou)(chou)合并嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)現象，所以這(zhe)(zhe)種反轉(zhuan)疇(chou)(chou)的(de)(de)(de)(de)(de)非(fei)均勻生長會嚴重(zhong)影響(xiang)周(zhou)期極(ji)化的(de)(de)(de)(de)(de)質量。

　　高(gao)壓放大器推薦(jian)：ATA-7015

　　圖：ATA-7015高壓放大器指標參數

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