KTN铁电单晶压电性能的研究进展

摘要

钙钛矿钽铌酸钾K(Ta_1-xNb_x)O₃（KTN）铁电单晶在过去几十年中得到了广泛研究，这得益于其大压电常数、高相变温度以及无毒的化学成分等优势。随着对生长过程的深入探索，研究人员采用顶部籽晶熔体法生长的单晶质量得到改善，尺寸不断增大。近期研究报道了四方相KTN单晶压电常数达到505 pC/N、机电耦合系数达到0.75。在15 kV/cm的电场下实现了0.32%的大单极应变。本文系统综述了压电KTN基单晶的研究进展，涵盖其生长工艺，提高机电性能手段如离子掺杂和工程畴等领域。文中探讨了高质量单晶生长和提高其机电性能的关键技术路径，并指出当前研究存在的挑战，同时对未来发展前景作出展望。

关键词

钽铌酸钾 / 铁电单晶 / 压电性能 / 四方相 / 铁电畴

基金资助

国家自然科学基金面上项目(52372007); 山东省泰山学者人才工程项目(tstp20231230)