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锗酸铅晶体(Pb5Ge3O11:PGO)具有三方结构，空间群为P3，是锗酸盐化合物中第一个被发现具有铁电性的材料。作为一种极具应用潜力的功能材料，锗酸铅晶体具有铁电性能、介电性能、热释电性能、压电性能、旋光性能以及声光性能，可望用于热释电探测器件、热成像器件、声电器件以及光电器件等领域。
锗酸铅晶体是一致熔融化合物，通常采用提拉法生长，但大尺寸、高质量晶体的生长仍然存在很多问题。本文在充分调研的基础上，指出了原有生长技术存在的主要问题，提出了使用坩埚下降法进行晶体生长研究的技术方案。采用自制的坩埚下降炉生长了PGO晶体，讨论了原料配比、温场分布、籽晶选择与接种、生长速率与生长加速度、固液界面形状和位置等各种影响晶体生长的因素。通过大量晶体生长实验，确定了锗酸铅晶体坩埚下降法的最佳生长工艺参数，成功地生长出尺寸为φ25mm×60mm透明、无宏观缺陷的锗酸铅晶体。
研究了坩埚下降法生长的锗酸铅晶体中出现的包裹体、负晶结构、晶界构造以及解理与开裂等缺陷。通过深入研究上述缺陷的性质及产生原因，提出了有效减少和控制缺陷的措施，优化了生长工艺，保证了大尺寸、高质量PGO晶体的成功生长。
测试了锗酸铅晶体的基本物理常数，包括密度、维氏硬度、熔点等。系统地研究了锗酸铅晶体的热物理性质，测试了它的比热、热扩散系数、导热系数以及热膨胀系数等基本的热物理参数。还测试了不同方向锗酸铅晶体样品的室温透过光谱。
研究了锗酸铅晶体的铁电、介电及热释电性能，为其在相关领域的应用提供了依据。使用电荷积分法测试了PGO晶体热释电系数，实验测得25℃时PGO晶体的热释电系数p=1.293×10.4 C/m2.K，计算得到其电流响应优值Fi=5.39×10-11m/V、电压响应优值Fv=0.20 m2/C、探测优值Fd=5.43×10-5 Pa-1/2。