利用全息相衬干涉显微术研究EDTA对KDP晶体生长习性的影响

利用全息相衬干涉显微术(HPCIM)研究了EDTA对KDP晶体(100)柱面和(101)锥面生长习性的影响.通过界面边界层宽度的变化,可以直观地观测到在溶液中添加少量的EDTA后,促使KDP晶体沿柱面和锥面的生长,特别是对柱面的影响更为显著,并对此作了解释.最佳的EDTA浓度范围有待于进一步研究.     

KDP晶体台阶生长动力学的激光干涉实验研究

采用迈克尔逊干涉技术,通过测量KDP晶体生长的法向速率和台阶斜率来研究其台阶生长的动力学系数、台阶自由能、溶质在边界层内的扩散特征以及激发晶体生长台阶的位错活性.实验表明, KDP中不同活性位错的台阶动力学系数差异较大,例如高活性和低活性台阶动力学系数分别为10.3×10-2和5.21×10-2 cm/s,位错源在晶体表面的形状、面积的变化,以及Burgers矢量的变化是造成晶体生长动力学测量数据重复性差的主要原因.     

不同温度下KTP晶体的声表面波特性研究

针对KTP晶体的压电特性,利用克里斯托弗方程计算了20 ～ 140℃温度范围内Z切型传播角度为0～180°的声表面波速度、机电耦合系数、能流角.结果表明,在20℃,能流角为0°,传播角为90°的情况下,机电耦合系数最高达0.675;,是石英晶体的3倍左右;在140℃,能流角为0°,传播角为90°的情况下,机电耦合系数达到0.60;,约为石英晶体的2倍.     

ZCSC和CMSC晶体热学性质的理论研究

采用密度泛函理论计算了ZnCd(SeCN)4(简称ZCSC)和CdHg(SeCN)4(简称CMSC)晶体的声子色散谱、声子态密度,系统研究了这两种晶体的比热容、热膨胀率、热导率、热扩散率等热学性质.理论计算得到常温下ZCSC和CMSC晶体的比热容分别为0.454 J·g-1·K-1和0.374 J·g-1·K-1,而本文通过差示扫描量热仪实验测量这两种晶体的比热容分别为0.460 J·g-1·K-1和0.306 J·g-1·K-1,理论计算与实验结果相符.研究结果还表明ZCSC晶体的热导率及热扩散率均为CMSC晶体的5～7倍,而ZCSC晶体的热膨胀率约是CMSC晶体的1/3,因此ZCSC晶体是热学性质优异抗激光损伤能力强的非线性光学晶体.     

CTAS和CNAS晶体的声表面波特性研究

本文计算了Ca3TaAl3Si2O14(CTAS)和Ca3NbAl3SiO14(CNAS)压电晶体的X,Y和Z切型的声表面波速度、机电耦合系数.计算结果表明:CTAS和CNAS机电耦合系数最高可达1.04;,是石英晶体(最大0.3;)三倍多,而CTAS晶体的声表面波速度(最小值约为3070 m/s)比石英(最小值为3200 m/s)小4.0;.给出声表面波特性比较好的切型,为CTAS和CNAS的声表面波应用提供了理论依据.     

高压与掺杂对KDP晶体能带结构的影响

构建了高压条件下KDP晶体的原子结构模型和掺杂有Li+、Na+、Rb+、Cs+、Be2、Mg2+、Ca2+、Cr3+、Co2+、Cu2+、Al3+、La3+等12种阳离子的KDP晶体超级原胞结构模型,采用第一性原理计算了高压下的KDP晶体的能带结构和态密度,研究了替位式掺杂的形成能以及不同掺杂离子对电子结构的影响.结果表明:KDP晶体的带隙宽度随着压强的增加呈线性增长趋势;Co2+、Cu2+、La3+等重金属离子具有较低的掺杂形成能而易于形成替位式掺杂;碱金属离子掺杂后其带隙比二价离子和三价离子替位掺杂情形大得多,且随原子序数增大而增大.文章还依据能带理论构建了材料的电导率和热导率与带隙的关联式,分析讨论了高压和掺杂对KDP晶体热导率和激光损伤的影响.     

温度对甲烷水合物分解影响的分子动力学模拟

甲烷水合物是含有高纯度甲烷和水,可有效缓解能源危机的重要战略资源.甲烷水合物的分解动力学研究涉及水合物的开采和水合物技术的应用,一直是各国学者所关注的焦点.本文采用分子动力学模拟的方法对sI型甲烷水合物的分解动力学过程进行研究,分析讨论了温度对sI型甲烷水合物分解过程中的微观结构以及分解速率的影响.以sI型甲烷水合物作为研究对象,研究了温度对水分子的序参数以及径向分布函数的影响,结果表明在水合物分解过程中,水分子由最初的长程有序向长程无序近程有序结构演化,由密度较低的晶型结构向密度较高的液态水转变.从270 K开始不断升高体系温度至295 K,甲烷分子的碳-碳原子的径向分布函数第一峰的峰值呈升高趋势,表明温度越高,甲烷逃逸出笼子的速率越快.研究发现在分解动力学演化过程中,水分子的AOP序参数从0开始逐渐升高,最终趋于稳定在0.8附近.温度越高,分解过程的AOP曲线越陡,甲烷水合物分解越快.     

[MnHg(SCN)4(H2O)2]·2C4H9NO(MMTWD)晶体的光谱分析

根据商群对称性分析法对MMTWD晶体的振动模作了理论计算.计算结果显示,通过实验可观察到的拉曼散射峰和红外反射带应分别不超过297和148个.运用实验的手段,分别测定晶体的拉曼光谱和红外光谱,给出了MMTWD晶体在50～3 000 cm-1范围内的拉曼光谱图和400～4 000 cm-1范围里的红外光谱图,并对光谱中的谱线作了指认.给出了MMTWD晶体的分子结构示意图,最终确定MMTWD晶体结构为三维网状结构,说明在众多新型光功能材料当中MMTWD晶体是一种更适合生长成较大尺寸且稳定性较好的非线性光学晶体,在光电子领域中具有良好的应用前景.     

磁场对水作用机制的计算机模拟研究

介绍了对水系统进行计算机模拟研究的方法和常用的一些位势模型，报道了磁处理水研究进展和计算机模拟研究的一些结果。     

硝酸钾电解质溶液水化结构的分子动力学模拟

应用分子动力学方法对硝酸钾溶液中离子团簇的结构和离子的水化性质进行模拟研究．水分子采用简单点电荷模型，钾离子被看作带电硬球，硝酸根离子采用刚性四节点模型，同时考虑了节点间的库仑长程作用和L-J相互作用，库仑长程作用采用EWALD求和方法处理，得到了溶液中各种离子对的微观构型和径向分布函数，考察了溶液浓度对离子水化性质的影响．研究表明, 在KNO3溶液中存在一定程度的离子缔合，在高离子浓度情形，可以观察到二聚体、三聚体、溶剂分离阴阳离子对以及其它更复杂的离子团簇构型；离子水化数随离子浓度的升高而降低，对不同浓度的溶液得到的K+的水化数为5?7，NO3-的水化数为3.5?4.7，与蒙特卡罗模拟结果和飞行时间中子衍射实验的测量结果一致．