铌酸锂晶体资料
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LiNbO
）。
铌酸锂晶体是一种集电光、双
Q-
铌酸锂晶体在常温下为铁电相，当温度高于局里温度
其结构决定了它的这些性质，下面将从其常温下的晶体
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
R3—C，
R3C，属六方晶胞。如图，左图为铁电相，右图为
在铌酸锂晶体中，氧原子构成氧八面体，各氧八面体以共面
公共面和氧八面体的三重轴垂直。许多个
顺电相中，每个堆垛中的氧
Nb的氧八面体，两个在其
Li的氧八面体（图中未用直线连接），在其八面体空隙中，
由Li原子占据，1/3为Nb，1/3为空穴。沿着C轴方向，原子排
Nb、空穴、Li、Nb、空穴、Li，……铁电相中，Li和
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
【1】。
R3C，晶格常数为：a=b=5.14829
。，c=13.8631A。。各原子坐标如下【2】：
基失坐标：a→
=(√3/2,-1/2,0),a→2=(0,1,0),a→3=(0,0,3)
wyckoff符号【3】：
沿着C轴方向，每个八面体之间以共面
-LiO
-NbO6-VacO6-LiO6-NbO6-VacO6-…（VacO6表示空位八
理想的堆积情况在局部被打乱，如图所示，
【5】。
【4】为无缺陷铌酸锂晶体的三维晶体结构，下图【5】为缺
由于锂离子和铌离子的半径几乎
且处于相似的畸变氧八面体中，但由于Nb5+-O2-键强度大约是
+-O2-键强度的5倍，所以LN晶体中易于形成本征缺陷，即锂位被
并且晶体必须保持电中性，形成了LN晶体的缺陷结构。
CASTEP软件进行直接计算。在能带
LDA）的CA-PZ（一种局域近
网络的特殊K点取样来完成的，结构优化和性
Monkhorst-Pack K点取样网格均为6mesh×6mesh
6mesh。采用局域密度近似计算晶体的电子能带结构时，得到的能
【6】：先算倒格矢，然后画倒格子，最后在倒易空间垂直
【7】，为铌酸锂晶体的能带结构和态密度曲线：
-15eV的区域；-5~0eV之间的价
0eV以上的导带。价带的顶部在X点而导带的底部在Y点，均
G点（布里渊的中心），即铌酸锂晶体为间接能隙晶体。图中表
3.11eV。
【7】为铌酸锂晶体的分态密度和全密度图。由图的部分态密度可
-15.48eV为中心的一个锐利峰组成的区域，主要由O原子
2s电子态组成。-5～0eV之间的价态主要由Nb原子的4d电子态
O原子的2p电子态组成。0eV以上的导带部分由O原子和Li原
2p电子态和Nb原子的4d电子态组成，其中Li原子的2p电子
Nb原子的4d电子态
O原子的2p电子态组成。
【8】，为铌酸锂晶体的SEM图，其中，左图为含Nb
O5杂质
LiNbO
粉体，Nb2O5相的形貌为不规则形状，而LiNbO3为规
LiNbO
粉体存在团聚现象；中间的为270℃下合
LiNbO
粉体，形貌为规则的立方结构，团聚较严重；右图
260℃
下合成（含0.5%SDS）的LiNbO
粉体，LiNbO3呈球状，
【8】为TEM图，LiNbO
粉体呈方形颗粒的团聚体结构，这与
图基本一致，粉体的粒径大约在50～200 nm之间。
铌酸锂的纳米结构：
【9】，为铌酸锂晶体纳米结构的SEM图，从图中可以看出其
【9】，为铌酸锂晶体纳米结构的TEM图，从图中观测出其形
50 nm，和SEM观测到的结果相吻合。
【9】，分别为（a）950℃，（b）980℃，（c）1000℃，（d）
℃的铌酸锂粉体烧结体的SEM图。从图中看出在1000℃下得
张一兵.铌酸锂的晶体结构[J].上饶师范学院学报. 2001, 21(6)
雷晓蔚,林竹,赵辉等.掺锰铌酸锂晶体第一性原理研究[J].原子与分子物理学报. 2010,
http://www.cryst.ehu.es/cgi-bin/cryst/programs/nph-wp-list?gnum=161&grha=hexagon
薛冬峰等.铌酸锂、钽酸锂晶体的结构特征[J].化学研究. 2002, 13(4)
贺祥珂，薛冬峰，Kitamura Kenji等.铌酸锂晶体的缺陷及其控制[J].人工晶体学报.
, 34(5)
http://www.cryst.ehu.es/cgi-bin/cryst/programs/nph-kv-list?gnum=161&fig=f3mra&wha
张军，韩胜元，卢贵武，夏海瑞等.铌酸锂晶体电子结构和光学性质计算[J].中国激光.
, 34(9)
宁海霞，廖其龙，熊杰，丁建旭.水热合成铌酸锂超细粉体的反应条件及其性能研究[J].
. 2008, 39（2）
Chen Zhen Ning, Chen Shi Qian, Liu Xin Rong. Hydrothermal synthesis LiNbO
and dielectric properties of their sinters [J].CHINESE JOURNAL OF
. 2006, 19(5)