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)等晶體是一類優(yōu)良的非線性光學(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,隨著高功率激光系統(tǒng)在慣性約束核聚變(Inertial Confinement Fusion,簡稱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晶體的快速生長以及其性能的研究,在國際上又進(jìn)入了一個新的階

2、段?；诖?我們先在優(yōu)質(zhì)(D)KDP晶體的快速生長和特性研究方面做了一些工作。
　　針對循環(huán)法晶體生長設(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)計了雙缸四區(qū)育晶器,使之既有恒溫流動循環(huán)法的優(yōu)點,又具有設(shè)備簡單(雙缸生長單接管)的優(yōu)點。對DKDP晶體生長而言,由于生長系統(tǒng)體積的減小,能有效地減少重水的用量,降低DKDP晶體的生長成本。采用理論與實踐相結(jié)合的方法確定了快速生長優(yōu)質(zhì)(D)KDP晶體的各項參數(shù)和指標(biāo)。通

3、過X—射線衍射、氘含量、雜質(zhì)金屬離子的痕量分析、透過光譜、電光和熱學(xué)性能等測試表明使用我們的雙缸四區(qū)育晶器可生長出性能優(yōu)良的KDP型晶體。
　　根據(jù)空間群理論計算并分析了KDP和DKDP晶體的晶格振動模。利用Raman散射的手段全面報道了KDP和DKDP晶體不同配置下的晶格振動譜,取得了與理論分析相一致的結(jié)果。實驗發(fā)現(xiàn),由于陰離子基團(tuán)振動而產(chǎn)生的四個特征模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)致的振動模頻移的現(xiàn)象在O—H振動模的紅移中表現(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)不能單獨地給出KDP和DKDP晶體Tc差異的圓滿解釋。它與質(zhì)子的隧穿運動、質(zhì)子—晶格耦合或位移型—有序—無序型耦合等模型的結(jié)合或可給出更合理的解