功能材料(D)KDP晶體、BTO薄膜和納米晶的制備及特性研究.pdf

1、　　磷酸二氫鉀(KDP)、磷酸二氘鉀(DKDP)等晶體是一類(lèi)優(yōu)良的非線(xiàn)性光學(xué)晶體材料,到了20世紀(jì)60年代初,激光技術(shù)出現(xiàn)后,KDP家族晶體(特別是KDP和DKDP晶體)被廣泛地用于制作各種激光倍頻器材料；近些年來(lái),隨著高功率激光系統(tǒng)在慣性約束核聚變(Inertial Confinement Fusion,簡(jiǎn)稱(chēng)ICF)等重大技術(shù)上的應(yīng)用,高激光損傷閾值、特大尺寸的KDP和DKDP晶體的快速生長(zhǎng)以及其性能的研究,在國(guó)際上又進(jìn)入了一個(gè)新的階

2、段?；诖?我們先在優(yōu)質(zhì)(D)KDP晶體的快速生長(zhǎng)和特性研究方面做了一些工作。
　　針對(duì)循環(huán)法晶體生長(zhǎng)設(shè)備比較復(fù)雜,溶液連接管容易被冷結(jié)晶堵塞的重要缺陷,我們成功設(shè)計(jì)了雙缸四區(qū)育晶器,使之既有恒溫流動(dòng)循環(huán)法的優(yōu)點(diǎn),又具有設(shè)備簡(jiǎn)單(雙缸生長(zhǎng)單接管)的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)DKDP晶體生長(zhǎng)而言,由于生長(zhǎng)系統(tǒng)體積的減小,能有效地減少重水的用量,降低DKDP晶體的生長(zhǎng)成本。采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法確定了快速生長(zhǎng)優(yōu)質(zhì)(D)KDP晶體的各項(xiàng)參數(shù)和指標(biāo)。通

3、過(guò)X—射線(xiàn)衍射、氘含量、雜質(zhì)金屬離子的痕量分析、透過(guò)光譜、電光和熱學(xué)性能等測(cè)試表明使用我們的雙缸四區(qū)育晶器可生長(zhǎng)出性能優(yōu)良的KDP型晶體。
　　根據(jù)空間群理論計(jì)算并分析了KDP和DKDP晶體的晶格振動(dòng)模。利用Raman散射的手段全面報(bào)道了KDP和DKDP晶體不同配置下的晶格振動(dòng)譜,取得了與理論分析相一致的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),由于陰離子基團(tuán)振動(dòng)而產(chǎn)生的四個(gè)特征模v1,v2,v3和v4,在KDP晶體中出現(xiàn)在917,364,1035和523

4、cm-1；而在DKDP晶體中分別紅移至883,361,998和516cm-1。這種由同位素效應(yīng)導(dǎo)致的振動(dòng)模頻移的現(xiàn)象在O—H振動(dòng)模的紅移中表現(xiàn)的更為顯著,解釋了DKDP晶體有著更寬的使用波段的原因。
　　利用第一性原理計(jì)算,研究了KDP和DKDP的結(jié)構(gòu)參數(shù)和電子結(jié)構(gòu)。我們發(fā)現(xiàn)幾何同位素效應(yīng)不能單獨(dú)地給出KDP和DKDP晶體Tc差異的圓滿(mǎn)解釋。它與質(zhì)子的隧穿運(yùn)動(dòng)、質(zhì)子—晶格耦合或位移型—有序—無(wú)序型耦合等模型的結(jié)合或可給出更合理的解