高等材料结构学戴欢 12015001125对象材料：铌酸锂晶体（LiNbO3）。对铌酸锂晶体研究的意义和价值：铌酸锂晶体是一种集电光、双折射、声光、非线性光学、光弹、压电、光折变、热释电、铁电与光生伏打效应等性质于一身的人工晶体材料，多年来备受人们的青睐。它广泛应用于集成光和光波导，如光放大调制器、二次谐波器、Q-开光、光束转向器、相连接器、介电波导、存储元件、全息（光）数据处理装置等。铌酸锂晶体在常温下为铁电相，当温度高于局里温度时为顺电相。其结构决定了它的这些性质，下面将从其常温下的晶体结构、缺陷结构、电子能带结构、显微结构以及纳米结构分别对其作一个简单的介绍。铌酸锂晶体的晶体结构：铌酸锂晶体具有铁电相和顺电相结构，顺电相空间群为 R3—C，铁电相空间群为 R3C，属六方晶胞。如图，左图为铁电相，右图为顺电相。在铌酸锂晶体中，氧原子构成氧八面体，各氧八面体以共面的形式堆叠起来形成堆垛，公共面和氧八面体的三重轴垂直。许多个堆垛再以共棱的形式连接起来形成晶体。顺电相中，每个堆垛中的氧POSITIVEDIPOUEEND八面体按下述顺序交替出现：一个中心有 Nb 的氧八面体，两个在其公共面上有 Li 的氧八面体（图中未用直线连接），在其八面体空隙中,1/3 由Li 原子占据，1/3 为 Nb,1/3 为空穴。沿着 C 轴方向，原子排列顺序如下：Nb、空穴、Li、Nb、空穴、Li,……铁电相中，Li 和 Nb 都沿着 C 轴发生了位移，在 C 轴产生了电偶极矩，即出现了自发极化，图中靠右边的水平线代表氧平面⑴。常温下，铌酸锂晶体空间群为 R3C，晶格常数为：a=b=5.14829A，c=13.8631A。各原子坐标如下⑵：AtomSitexyzBIJOH1a00,2m1Mb弓 Dl50000.S6J01 帥-2（L047?D.M&50.Q63S81]基失坐标：a1=（^3/25-i/25o）5a2=（o5i5o）5a3=（o5o53）铌酸锂晶体等效晶位的 wyckoff 符号【3】：—MultiplicityWyckoffletterSitesymmetryCoordinates(0,0,0)+(2/3J/3J/3)+(1/3,2/3,2/3)+18b1(x,y,z)(-y.x-y.z)(-x+y,-x,z)(-y-x,z+1/2)(-x+y,y,z+1⑵(x,x-y,z+1/2)6a3.(O.O.z)(O.O.z+V2)铌酸锂晶体的缺陷结构：在理想的铌酸锂晶体中，沿着 C 轴方向，每个八面体之间以共面的形式连接，理想的堆积顺为：•••-LiO6-NbO6-VacO6-LiO6-NbO6-VacO6-…（VacQ 表示空位八面体）当晶体中存在缺陷时，理想的堆积情况在局部被打乱，如图所示,原子成建情况也发生巨大的变化【5】。图中上图⑷为无缺陷铌酸锂晶体的三维晶体结构，下图【5...
