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硅酸盐学报2025年第09期:Er掺杂(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3多功能织构陶瓷:突破透明性和压电性的矛盾

来源:期刊VIP网 时间:


作者:林奇发;鲁齐铃;高旻;赵纯林;林枞;林腾飞;吴啸;

单位:福州大学材料科学与工程学院;

摘要:在随机取向或织构陶瓷中,通常难以同时实现高压电性与高光学透过率,这限制了其在光电子领域的进一步应用。因此,如何打破这种权衡关系成为功能陶瓷实现电–光耦合的研究焦点。本工作基于流延成型制备了x%(摩尔分数)Er~(3+)掺杂的随机取向(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3(xEr–KNN–R)和织构化(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3(xEr–KNN–T)陶瓷。其中,xEr–KNN–T陶瓷展现出较高的取向度及相对密度(最高可达98.8%),特别是,xEr–KNN–T陶瓷的压电系数d_(33)为121 pC/N,远高于xEr–KNN–R陶瓷(d_(33)=30 pC/N),且其居里温度未出现明显下降。此外,通过细化晶粒并引入弛豫铁电特性后,xEr–KNN–T陶瓷具有适中的透明度(在可见光区域透光率约为30%),同时表现出较强的上转换绿光和红光发光强度,这种半透明压电陶瓷为高性能光电子器件的发展提供了新的思路。

关键词:织构;铌酸钾钠;压电;透明度;光致发光

基金资助:福建省自然科学基金(2023J01259)资助