La3+掺杂对Pb(Lu1/2Nb1/2)O3反铁电单晶储能性能的影响

人工晶体学报 ›› 2020, Vol. 49 ›› Issue (6): 1016-1022.

La3+掺杂对Pb(Lu1/2Nb1/2)O3反铁电单晶储能性能的影响

杨晓明;刘颖;王祖建;苏榕冰;何超;龙西法

中国科学院福建物质结构研究所,福州 350002;中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福州 350108;中国科学院福建物质结构研究所,福州,350002

出版日期:2020-06-15 发布日期:2021-01-20
基金资助:
国家自然科学基金(51902307);福建省工业引导性项目(2018H0044,2019H0052)

Effect of La3+ Doping on Energy Storage Performance of Pb( Lu1/2 Nb1/2 ) O3 Antiferroelectric Single Crystal

YANG Xiaoming;LIU Ying;WANG Zujian;SU Rongbing;HE Chao;LONG Xifa

Online:2020-06-15 Published:2021-01-20

摘要/Abstract

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.

中图分类号:

O738

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