锂、钽掺杂的铌酸钾钠无铅压电材料由于在准同型相界(MPB)处的高压电性能得到了广泛的研究,目前KNN基无铅压电陶瓷是取代在生产与回收过程中都有毒性的PZT的主要候选材料。鉴于KNNLT无铅压电材料的性能还有待提高,在众多改性方法中,对KNNLT进行离子掺杂改性可以进一步有效改善KNNLT无铅压电材料的电学性能;目前传统光伏器件的光电转换效率已经到达瓶颈,研究离子掺杂等因素对KNN基铁电光伏材料的光学带隙调控不仅可为光伏器件材料开拓一条新的方向,也填补了KNN基无铅压电材料在光学性能方面的研究。本文主要对Mn掺杂的KNNLT无铅压电材料进行了电学性能和光学性能方面的研究。首先,采用固相反应法制备了K_0.5Na_0.5NbO₃-LiTaO₃-xMn O₂(KNNLT-xMn)(x=0.0,0.1,0.2,0.3mol%)陶瓷,探究了Mn掺杂对KNNLT陶瓷的相结构、晶格参数、微观形貌的影响。KNNLT-xMn陶瓷均为纯的钙钛矿相,经晶格参数计算分析,Mn的掺杂会使KNNLT陶瓷的晶格参数(a,b,c)降低,且掺杂Mn的浓度越高,晶格参数(a,b,c)越小。随着Mn掺杂浓度的增加,KNNLT陶瓷表面渐趋平整呈液相,KNNLT陶瓷的致密度增大,致密度的提高有益于陶瓷压电响应的改善。然后采用溶胶凝胶法在取向为(111)的Si基片上成功旋涂出不同Mn掺杂浓度的KNNLT-xMn(x=0.0,0.1,0.2,0.3mol%)薄膜,并对KNNLT-xMn薄膜的结构进行了测试,分析了Mn掺杂浓度对KNNLT-xMn薄膜结构的影响。高浓度Mn掺杂下出现Na₃Li₅Mn₅O₉相,Mn通过取代Nb使KNNLT发生了晶格畸变。Mn掺杂导致了KNNLT薄膜晶粒尺寸的增长,改善了KNNLT薄膜的形貌,增大了KNNLT薄膜的致密度。其次,为了进一步提高KNNLT无铅压电材料的电学性能,探究了不同Mn掺杂浓度对KNNLT陶瓷电学性能的影响,同时也探究了Mn掺杂对KNNLT光学带隙的影响。随着Mn掺杂浓度的增加,反向去极化电流增大,P-E环变得越来越“苗条”,Mn掺杂起到一种软化效应并提高了KNNLT陶瓷的铁电性能。KNNLT陶瓷的介电性能主要由介电本征贡献决定,Mn主要通过影响KNNLT陶瓷的结构,造成了晶格畸变而使陶瓷介电本征值?_r(init)减小。Mn掺杂提高了KNNLT陶瓷的介电和铁电性能,却减小了陶瓷的弹性性能。Mn在可见光范围内起着主要吸收的作用,掺杂Mn后,NbO₆八面体畸变增强,Nb离子与氧离子的结合强度降低,使KNNLT陶瓷的光学带隙变窄。最后,针对KNNLT带隙较宽问题,探究了热处理温度以及Mn掺杂浓度对KNNLT薄膜的电畴结构和光学带隙的影响。低浓度Mn掺杂可以增大畴尺寸且减少畴数量,高浓度Mn掺杂可减小畴尺寸且增多畴数量。研究发现热裂解温度和退火温度分别为380?C、650?C时,KNNLT薄膜结晶度最好,光学带隙最小。在最佳热裂解温度和退火温度基础上制备并研究了Mn掺杂浓度对KNNLT薄膜光学带隙的影响,KNNLT-xMn薄膜光学带隙的变化与KNNLT-xMn陶瓷一致,光学带隙均是随Mn掺杂浓度增加而减小,这是因为Mn进入KNNLT晶格内部会导致过渡元素Nb被Mn部分取代,Nb离子与氧离子的结合强度降低,KNNLT-xMn薄膜晶格发生畸变导致光学带隙变窄。