温度梯度法生长大尺寸钛宝石晶体研究

采用温度梯度法生长了不同掺杂浓度的钛宝石(Ti∶Al2O3)激光晶体,经退火加工获得的最大晶体尺寸达到86 mm×37 mm。室温下利用紫外-可见-近红外分光光度计测试了晶体300~1000 nm波段的吸收,分析了该系列晶体的吸收特性。结合晶体径向527 nm的吸收测试分析了晶体径向掺杂均匀性,同时使用Zygo干涉仪测试了晶体的光学均匀性,结果表明所生长的大尺寸钛宝石晶体具有良好的掺杂及光学均匀性。通过化学腐蚀法,利用光学显微镜观察表征了晶体位错密度,为2.9×103/cm2。     

Kuramoto-Sivashinsky与Karda-Parisi-Zhang模型中生长界面分形特性研究

在（2＋1）维情况下，利用数值模拟研究了Kuramoto-Sivashinsky (K-S)与Karda-Parisi-Z hang (KPZ)模型所决定的非平衡态界面生长演化过程.结果表明，KPZ与K-S模型都表现出明 显的时间和空间标度特性.相对于KPZ模型而言，K-S模型所对应的表面具有更明显的颗粒特 征，当生长时间较长时，生长界面呈现蜂窝状结构.通过数值相关分析得到了生长界面的粗 糙度指数、生长指数和动态标度指数等参数.从两种模型对应的表面形貌特征和表面参数来 看，在(2+1)维情况下，KPZ与K-S模型所决定的表面具有完全不同的动态标度行为，属于不 同的两类物理模型. 关键词： Kuramoto-Sivashinsky (K-S)模型 Karda-Parisi-Zhang(KPZ)模型 分形 数值模拟     

Zintl相化合物α-BaZn_2P_2的合成、结构和性能（英文）

通过Sn助熔剂法在高温下合成一种Zintl相化合物α-BaZn_2P_2,通过X射线单晶衍射确定其晶体结构与α-BaCu_2S_2同构,属于Pnma空间群。α-Ba Zn2P2的晶格参数为:a=0.976 78(5)nm,b=0.413 34(2)nm,c=1.060 55(5)nm。与高温相β-BaZn_2P_2的层状结构不同,低温相α-Ba Zn2P2具有三维网格结构。其中Zn P4四面体通过共边和共顶2种方式连接形成阴离子框架,Ba2+作为阳离子填隙其中。基于密度泛函理论计算了该化合物的能带结构和态密度,结果表明该化合物是窄带隙半导体(Eg=0.4 e V)。另外,DSC和变温XRD结果表明高温下α-BaZn_2P_2分解为Ba4P5,Zn P4等二元相。     

KDP类晶体快速生长技术研究

概述了本课题组在KDP类晶体快速生长领域的研究及进展情况.通过集成生长设备的管道系统、升级连续过滤系统、研发晶体生长过程的实时监控系统以及高精度退火设备,实现晶体生长系统的集成化;通过数值模拟优化晶体表面流场状态、全流程量化控制实现晶体稳定生长以及精密热退火进一步提升晶体性能;针对点籽晶快速生长KDP类晶体中存在的柱锥交界面问题,相继提出了长籽晶锥区限制生长法和长籽晶自由生长法,为大尺寸高性能KDP类晶体生长提供新的技术方案.     

掺钛蓝宝石晶体热学性质研究(英文)

本文系统分析了掺钛蓝宝石晶体的热学性质。在303.15~764.15 K的温度范围内,晶体的主热膨胀系数分别为α1=3.8×10-6K-1和α3=6.4×10-6K-1。298.15 K时,晶体的比热为0.766 J·g-1·K-1。采用激光脉冲法测试了晶体在303~570 K温度范围内的热扩散率。掺钛蓝宝石晶体的主热导率分量k与热力学温度T的函数关系通过拟合获得,为k1=-626.60772/(-2.52108T+706.53622)+5.96781和k3=-1347.76226/(-2.37632T+616.40571)+5.88351。     

Homogeneity analysis of sculptured thin films deposited in symmetric style through glancing angle deposition technique

The symmetric deposition technique is often used to improve the uniformity of sculptured thin film （STF）. In this paper, optical properties of STF with the columnar angles 4-/3 are analyzed theoretically, based on the characteristic matrix method for extraordinary waves. Then, the transmittances of uniformity monolayer and bilayer STF in symmetrical style are calculated to show the effect of the bilayer structure on the optical properties of STF. The inhomogeneity of STF is involved in analyzing the differences in transmittance and phase retardation between monolayer and bilayer STF deposited in symmetric style. The results show that optical homogeneity of STF can be improved by depositing in symmetric style at the normal incidence, but it is not the same case as the oblique incidence.     

KDP晶体中铝取代钾点缺陷第一性原理计算

为了明确Al3+在KDP晶体生长过程中对光学性质和力学性质的具体影响,采用第一性原理计算程序包VASP软件计算并分析了Al取代K对KDP晶体的晶体结构、电子能态密度和光学性质,并同理想KDP晶体进行对比研究.结果表明,KDP晶体中Al取代K的缺陷形成能为0.974 eV,并且Al替位K点缺陷引起的晶格畸变非常微弱,缺陷比较容易形成. Al取代K后晶体能带中价带顶附近的态密度发生了变化,并且带隙中存在缺陷能级,取代后KDP晶体的带隙宽度减小为4.37 eV,缺陷增加了KDP晶体对可见到紫外波段的光子吸收,影响KDP晶体光学质量及其激光损伤性能.计算力学性质发现,Al替位掺杂KDP晶体比理想KDP晶体的杨氏模量增加了,这会减弱晶体抗激光损伤能力.     

Cu膜的光学特性尺寸效应及最小连续膜厚研究

采用离子束溅射在K9玻璃基底上沉积了不同厚度的Cu膜，利用Lambda-900分光光度计，测量了波长为310 nm到1300 nm范围内Cu膜的反射率和透射率.选定波长为310、350、400、430、550、632、800、1200 nm时对薄膜的反射率、透射率和吸收率随膜厚变化的关系进行研究.同时，对Cu膜的光学常量也进行了讨论.结果显示，Cu膜的光学特性都有明显的尺寸效应.将波长为550 nm时的反射率和透射率随Cu膜厚度变化关系的交点对应厚度作为特征厚度, 该厚度可认为是金属Cu膜生长从不连续膜进入连续膜的最小连续膜厚.根据这一特征判据，离子束溅射沉积Cu膜样品的最小连续膜厚为33 nm.利用原子力显微镜观测了膜厚在特征厚度附近时Cu膜的表面形貌.     

离子束溅射沉积不同厚度铜膜的光学常数研究

利用Lambda-900分光光度计对离子束溅射沉积不同厚度Cu膜测定的反射率和透射率,运用哈德雷方程,并考虑基片后表面的影响,对离子束溅射沉积的Cu膜光学常数进行了计算。结果表明,在同一波长情况下,膜厚小于100 nm的纳米Cu膜光学常数随膜厚变化明显;膜厚大于100 nm后,Cu膜的光学常数趋于一定值。Cu膜不连续时的光学常数与连续膜时的光学常数随波长变化规律不同;不同厚度的连续膜的光学常数随波长变化规律相同,但大小随膜厚变化而变化。