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鉭酸鋰最廣泛的應(yīng)用是制作聲表面波濾波器，其突出的優(yōu)點(diǎn)是延遲時(shí)間溫度系數(shù)低，在-20~ 80 °C范圍內(nèi)僅有18 ppm,器件的熱穩(wěn)定性好。然而， LT品體自身具有強(qiáng)烈的熱釋電效應(yīng)，在器件制備過程中溫度的變化會(huì)引起材料表面的放電現(xiàn)象。這種熱釋電效應(yīng)可能損壞襯底圖案，甚至毀壞襯底材料。因此，國際上興起了利用化學(xué)還原方法制備LT晶片的研究，通過大幅度提高晶片的電導(dǎo)率， 可以降低甚至消除熱釋電效應(yīng)，有效的解決了，上述難題。
經(jīng)過還原處理，可見光波段的吸收變得非常強(qiáng)，晶片的顏色因而從無色透明變成灰色、黑色甚至幾乎不透明，因此稱之為黑片 (Black LT wafer, 簡稱BLT)。而其聲表面波方面的性質(zhì)并未受到影響，跟常規(guī)未處理的晶片相同。因此，鉭酸鋰黑片已經(jīng)成為高性能SAW器件最重要的襯底材料。
目前工業(yè)應(yīng)用的主要是同成分鉭酸鋰(簡稱CLT)晶體，其鋰鉭摩爾比([Li]/[Ta])為48.75:51.25.由于CLT晶體中存在鋰空位和反位鉭等本征缺陷，職重影響了晶體的性能，例如嬌頑場較高(矯頑場值: CLT 22kV/mm [106], SLT 1.7kV/mm [107])，抗光損傷閾值相對(duì)較低等。隨著LT晶體中[Li]/[Ta]不斷增加，其物理性能也有不同程度的提高，有利于改進(jìn)各種功能器件的性能，使其在激光電視、激光測距、雷達(dá)、紅外軍事對(duì)抗、醫(yī)療及大氣環(huán)境監(jiān)測等諸多重要領(lǐng)域得到應(yīng)用，而且很有可能開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。
因此，化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰( Stoichiometric LiTaO3, 簡稱SLT)晶體成為功能晶體材料研究的熱點(diǎn)。同生長近化學(xué)計(jì)量比鈮酸鋰晶體相似，目 前生長SLT晶體的方法主要有:傳統(tǒng)提拉法、雙坩堝連續(xù)加料法[109]、氣相輸運(yùn)平衡技術(shù)(VTE)[110]和K2O助熔劑提拉法等。采用直拉法從富鋰熔體中生長近化學(xué)計(jì)量比LT，組分變化較大，尤其是沿生長方向。雙坩堝加料法可以獲得組分均勻的晶體，光學(xué)質(zhì)量高，但設(shè)備要求較高，工藝復(fù)雜。VTE技術(shù)只能處理厚度小于1 mm的樣品。利用K2O助熔劑提拉生長SLT晶體，晶體組分中不可避免會(huì)引入K*離子，對(duì)品體性能造成影響。
鉭酸鋰的雙折射率較低，因此，在這一晶體中不可能實(shí)現(xiàn)iF.常的雙折射相位匹配。然而，周期極化鉭酸鋰( Periodically Poled LiTaO3, PPLT) 光學(xué)超晶格材料越來越受到人們的關(guān)注，利用這種材料可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)相位匹配，拓展了其在非線性光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。PPLN、PPLT和PPKTP都是常用的光學(xué)超晶格材料。同成分鈮酸鋰抗光損傷閾值低，反轉(zhuǎn)電壓高，摻鎂鈮酸鋰可以解決這些問題。
但是生長摻雜均勻的光學(xué)級(jí)摻鎂鈮酸鋰晶體卻非常困難。晶體易開裂、摻雜濃度分布不均勻、多組份配比造成晶體生長組份易變化、摻雜元素的高熔點(diǎn)造成晶體微散射等很多問題限制了品體質(zhì)量。國內(nèi)的鎂摻雜鈮酸鋰晶體質(zhì)量不穩(wěn)定,品體缺陷多,一般可用于制作光電開關(guān)，無法進(jìn)行高質(zhì)量周期極化材料的制備。國外公司也只有部分摻鎂鈮酸鋰品體可以用來制備高品質(zhì)光學(xué)超品格。
與PPLN、PPMgLN和PPKTP相比，PPLT擁有高的抗激光損傷閾值和小的光彈效應(yīng),容易生長組分均勻且光學(xué)質(zhì)量高的品體，并且具有更高的UV透過率，使其可以位于UV范圍內(nèi)以二次諧波或和頻實(shí)現(xiàn)不同的準(zhǔn)相位匹配過程。例如，在PPLT中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)340 nm和325 nm的二次諧波發(fā)生(SHG)和;通過在多重周期的PPLT中的Nd: YVO4 激光輻射兩階段三次諧波發(fā)生，獲得在355 nm處的和頻。
最近，利用準(zhǔn)周期極化的LT (APPLT)和一臺(tái)Nd: YVO4 激光器，產(chǎn)生1064 nm和1342 nm的激光，三種非線性過程(兩種SHG和一~種SFG)都獲得準(zhǔn)相位匹配,同時(shí)產(chǎn)生了三種波長的光，分別位于綠色(532 nm)、黃色(593nm)和紅色(671 nm)光譜區(qū)，在170°C溫度之上沒有觀察到光折變損傷。
鉭酸鋰單晶 主產(chǎn)寧夏石嘴山市、四川重慶市、河南焦作市。按單晶生長方向有[11．03X軸和[Oo．1]z軸兩類；直徑均為40～110毫米，長度均不小于50毫米。牌號(hào)由字母、數(shù)字和符號(hào)組成，“LT”表示鉭酸鋰單晶，“Y”表示壓電器件用；數(shù)字表示單晶直徑(毫米)，用晶體學(xué)符號(hào)表示單晶生長方向。如：LTY45[11．03表示生長方向?yàn)?11．0；X軸的直徑45毫米的壓電用鉭酸鋰單晶攆，LTY50[oo．1]表示生長方向?yàn)閇oo．13Z軸的直徑50毫米的壓電用鉭酸鋰單晶。
以高純五氧化二鉭和高純碳酸鋰為原料，經(jīng)有坩堝提拉法制得。密度7．3克／厘米3，莫氏硬度5．5～6，0，熔點(diǎn)1923K，居里溫度580～650℃，在居里溫度以下屬三方晶系，具有較好的壓電、電光和熱電性能，電光系數(shù)和機(jī)電耦合系數(shù)較大，在一定方位
上頻率常數(shù)的溫度系數(shù)為零。主要用作聲表面波器件的基片等；制作優(yōu)良的光學(xué)器件等。
按國家有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YS／T42--92)，主要質(zhì)量指標(biāo)：呈無色、淡黃色、淡綠色或淺棕色，透明度好，無裂紋和過冷環(huán)，內(nèi)部無云層、氣泡和散射顆粒；相鄰直徑突變度和錐度均不大于5％，彎曲度不大于2毫米，軸向偏差不大于5度，直徑允許偏差不大于±2毫米；內(nèi)部缺陷引起的定向偏差不大于1 5分；單疇化完全；彈性、壓電、介電常數(shù)、機(jī)電耦合系數(shù)及聲表面波性能指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。包裝確保單晶不傷損，外包裝印刷“防潮”、“輕放”標(biāo)志。儲(chǔ)運(yùn)防潮和防劇烈震動(dòng)。
鉭酸鋰晶體主要應(yīng)用于激光領(lǐng)域，如全息照相及光存儲(chǔ)。20世紀(jì)70年代后期，H本等國家用鉭酸鋰晶體制作電視機(jī)中頻濾波器使其用途得到廣泛的發(fā)展。鉭酸鋰晶體制取的工藝過程包括多晶體的合成、拉晶、退火與極化三大重要環(huán)節(jié)。
其中多晶體的合成包括高純Ta205與光譜純碳酸鋰的配料、混合、壓塊和燒結(jié)，拉晶過程中控制溫度梯度是晶體生長的第二個(gè)環(huán)節(jié)，適宜而穩(wěn)定的熱場是晶體生長的重要物理?xiàng)l件。此外，晶體因在非等晶爐中生長，受到熱沖擊引起應(yīng)力，因此應(yīng)在退火爐內(nèi)退火，消除應(yīng)力，防止開裂。
影響晶體質(zhì)量的因素有：原料及配比、籽晶質(zhì)量、溫度梯度、拉速與轉(zhuǎn)速、坩堝的形狀等。另外，生產(chǎn)環(huán)境、器皿、爐膛及籽晶夾頭和操作等對(duì)物料的污染，提拉設(shè)備的振動(dòng)，溫度的測量精度和功率控制等，都會(huì)對(duì)晶體的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。
[1]顏濤. 高品質(zhì)鈮酸鋰、鉭酸鋰晶體的生長、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究[D].山東大學(xué),2011.
[2]《電子工業(yè)技術(shù)詞典》編輯委員會(huì)編,電子工業(yè)技術(shù)詞典 電子陶瓷與壓電、鐵電晶體,國防工業(yè)出版社,1977年06月第1版,第39頁
[3]本書編委會(huì),電子工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)（2） 電子元件卷,國防工業(yè)出版社,1991年09月第1版,第485頁
[4]中國技術(shù)成果大全編輯部,中國技術(shù)成果大全 第7冊(cè),第398頁