一种晶体表面自由能的计算方法

采用“断键模型”计算了立方晶体理想表面的悬键密度，进而计算了其表面自由能(SFE).结 果表明：对于理想(1×1)-(hkl)表面，SFE可以表示为键能、键长和表面方向的函数.该 模型简单地解决了晶体SFE各向异性的理论问题.根据该模型和Wulff定则得出的晶体平衡形 状与理论完全一致；同时，计算结果也表明面心立方和体心立方晶体的平衡形状与其三维第 一布里渊区重合. 关键词： 表面自由能 晶体 悬键 平衡形状     

磷化铟单晶生长中的传热和流动分析

用有限元法对轴向磁场存在下3英寸磷化铟单晶液封提拉法生长中的传热和流动进行了求解．结果表明:液封改变了晶体表面被封部分的换热,进而影响生长界面的形状．增加磁场强度能有效减弱熔体和封层内的流动,并使生长界面形状发生变化。增加提拉速度,生长界面形状由凸变凹．随晶体转速的增加,多涡胞流动出现．     

脉冲Ti~（3＋）：Al_2O_3激光器的增益长度

脉冲激光束纵向泵浦Ｔｉ￣（３＋）：Ａｌ＿２Ｏ＿３晶体，根据晶体中增益区的分布情况和脉冲运转的特点，从获取高转换效率考虑，可用“损耗平衡”确定晶体长度。单纵向泵浦时晶体的长度１由式选取。式中α＿ｐ是晶体对泵浦光的吸收系数，β是ＦＯＭ值。双纵向泵浦时，“损耗平衡”表示为：是晶体长度。根据实际光路的调整状态，设双纵向泵浦参数基本对称，对高α＿ｐ晶体取Ｌ＝１．５ｌ。若α＿ｐ较低，且泵浦参数并不对称，则Ｌ在ｌ＜Ｌ＜１．５ｌ范围内取值。这一方法与实验系统运转情况相符。     

分子之间的色散作用

本文在阐明色散作用产生机制的基础上，利用量子力学中线性谐振子的能级公式，简洁地推导出色散力的势能表示式．并以ＫＦ晶体为例，计算了该晶体中离子之间的色散作用能．这样处理问题，其物理意义清晰，便于理解。     

断裂与力致发光

压电晶体的结构通常缺乏对称性，它们在受压时，其中的正负电荷将会分离．当压力足够大时，晶体将会断裂，这时正负电荷会通过断裂裂口在空气中重新复合并产生出微弱的电火花．最近美国Illinois大学的K．Susliek教授和他的同事N．Ed-dingaas教授共同研究了这个问题，他们发现可以将这个过程增强和放大．他们把晶体的灰浆沉浸在充满氮气的石腊中，然后对其进行超声波照射．在这个过程中，由于成百万的微型气泡能连续不断地形成并发生内爆，从而形成了一种“声空穴化（acoustic cavitation）”现象，由它所产生出的冲击波趋动着单个晶体逐渐地相聚，这有点类似于用重锤击打晶体并对它们进行轰击一样．     

方解石／氟化钙紫外偏光棱镜设计

分析方解石和氟化钙晶体的透射比特性，叙述设计方解石／氟化钙棱镜的过程．提出方解石／氟化钙棱镜由两个中间有空隙、几何形状相同的直角三角棱镜组成．最后对设计的棱镜测试结果进行了讨论。     

硫化锌晶粒生长基元稳定能及生长形态

以配位四面体为结构单元的锌化合物晶体有闪锌矿和纤锌矿两种结构．从负离子配位多面体生长基元模型出发，结合水热制备实验，通过生长基元稳定能计算，描绘了闪锌矿硫化锌晶粒形成的过程，给出了其理想生长形态．正四面体状生长基元是闪锌矿硫化锌晶体的有利生长基元，基元正、负极面具有不同的生长速率，因此，正四面体形是闪锌矿硫化锌晶体的理想生长形态．基元稳定能计算结果证明硫化锌晶体不可能以纤锌矿结构存在；氧化锌晶体也不可能以闪锌矿结构生长． 关键词：     

Quantum State Transfer via Adiabatic Passage

我们采用周期极化KTP晶体为非线性介质，通过光学参量振荡器运转于阈值以下的简并参量振荡过程，产生了单模正交压缩真空态光场，在泵浦功率为123mW，Local光功率为842uW，晶体温度为32．1摄氏度时我们使用平衡零拍探测法测得输出场噪声功率低于散粒噪声基准3．41dB。     

CsI（TI）晶体中反冲Cs和I核Quenching Factor的测量

许多实验对用CsI(Tl)闪烁晶体作为探测器来寻找和探测暗物质的可行性进行了研究。本工作利用8MeV单能中子轰击CsI(Tl)晶体探测器来研究Cs核和I核的Quenching Factor。在数据处理中，运用脉冲形状甄别（PSD）方法来分辨反冲核信号和本底信号。实验结果表明，在7keV到132keV的能区中，Quenching Factor随着反冲核能量的减少而增加。在探测暗物质的实验中，这一性质对于CsI(Tl)晶体探测器获得较低的能量阈值是很有利的。     

可实现偏振无关单向传输的二维硅基环形孔光子晶体

基于光子晶体来构筑偏振无关光二极管在光电集成领域具有重大的应用价值.首先提出了一种环形孔光子晶体,能带结构显示其对横电及横磁模式同时展现出显著的方向带隙.以此构建了三角形状的环形孔光子晶体,利用时域有限差分法计算其透过谱及场分布图,发现该结构能实现偏振无关单向传输特性,然而正向透过率太低(约20%).进一步引入尺寸较小的三角形状的环形孔光子晶体构成光子晶体异质结结构,有效地提高了偏振无关单向传输性能,正向透过率增大了一倍.通过界面结构的调整,正向透过率进一步增大,优化后的环形孔光子晶体异质结结构能同时对类横电及类横磁模式入射光实现单向传输,且正向透过率达到了44%.     

科学家找到快速清理含盐腐蚀层的方法

看看这些怪模怪样的盐晶体.扭曲的矿物晶体,由发电厂管道中的微量盐水一点一滴集聚形成,形状千姿百态.但是这些小怪物会造成大问题:世界各地的发电厂每年都要为此至少花费1000亿美元,因为工人们必须净化管道,从过滤器中清除这些晶体.     

三力作用下物体的平衡问题

本文向同学们介绍一种解多力平衡问题的方法，要解决多力作用下的平衡．关键在于解决三力作用下的平衡问题．因为三力作用下的物体平衡，有一些便于应用的结论，而多力作用下物体的平衡问题，又可以转化为三力作用下物体的平衡问题．１三力作用下物体平衡，这三个力的作用...     

矿化剂浓度和温度对水热法合成氧化锌晶体形态的影响

采用水热法，通过改变矿化剂浓度和温度合成了具有不同形态的氧化锌晶体。在较低的温度(350℃)，填充度为35％。矿化剂KOH浓度小于2mol／L时，只合成了氧化锌微晶。当矿化剂KOH浓度大于3mol/L时，合成出多种形态氧化锌晶体，大的晶体达到几十到几百微米，小晶体仅几微米。当矿化剂KOH浓度从4mol／L增加到5mol／L时，晶体的大小没有明显改变。在高矿化剂条件下合成的晶体显露完整的晶面结构，主要显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面O面{0001}，有时也显露Zn面{0001}。晶体表面出现斑坑，显示出晶体的表面缺陷。在430℃，填充度为35％，矿化剂KOH浓度大于1．5moL／L时。合成了多种形态氧化锌晶体，大晶体有几十到几百微米，小晶体仅几微米。当矿化剂KOH浓度为2mol／L，KBr浓度为lmol/L时，最大晶体的长度达到1mm。矿化剂KOH浓度为4mol/L时，晶体没有增大。粒度较大的氧化锌晶体形状多为六棱锥体，显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面O面{0001}。晶体表面光滑，完整性好。质量高于350℃时合成的晶体。     

一维光子晶体中自发辐射的非马尔科夫过程

本文利用一维有限光子晶体的模函数展开场算符，确定光与物质相互作用的Hamilton量，从而得到两能级原子自发辐射衰减的动力学方程。未借助马尔科夫近似，我们用数值计算的方法直接求解了原子与场随时间演化的动力学方程，发现在自发辐射过程的最初几个光学周期的时间内，自发衰减速率随时间的变化存在一系列脉冲形状的峰。由于作用于原子的场是一维光子晶体中历经多重反射的场的相干迭加的结果，原子的衰减行为敏感地依赖于多重反射场在原子所在位置的干涉。这种干涉性质依赖于光子晶体的结构。改变光子晶体的结构，使原子的跃迁频率位于光子晶体的禁带中、导带中或缺陷模频率处，可使原子的自发辐射得到抑制或增强。     

籽晶{100}面形状对高温高压合成金刚石大单晶的影响

选用不同形状的{100}金刚石籽晶面,以NiMnCo合金为触媒,利用温度梯度法在压力为5.5 GPa、温度为1260～1300℃的条件下,合成Ib型金刚石大单晶。通过光学显微镜和电子显微镜对晶体的形貌进行表征。研究发现,将合成籽晶的{100}晶面切割成不同形状,只会令晶体的长宽比发生改变,晶体并不会因籽晶形状的改变而偏离{100}晶体的正常形貌。晶体的合成质量受到籽晶长宽比的影响:在籽晶长宽比较小的情况下,晶体的合成质量能够得到保证;但当籽晶长宽比过大时,合成晶体的下表面出现较多缺陷。关于籽晶形状对晶体生长情况影响的研究,揭示了籽晶形状与合成晶体形貌之间的关系,有利于更深入理解晶体的生长过程和外延生长机理,对于今后合成不同形貌的金刚石具有借鉴意义。同时此项研究有助于扩大籽晶的选取范围,降低籽晶的选择难度,提升工业级金刚石的利用率,为合成金刚石大单晶的籽晶选取提供了技术支持。     

钽铌酸钾晶体的电控偏转色散特性

钽铌酸钾(KTN)晶体具有很高的二次电光系数,响应速度快,因此可以作为高速电光开关的材料,能在较低电压下快速产生大的光束偏转角。但是KTN晶体的色散问题制约了其作为电光开关在宽光谱范围内的应用。探讨了外加电压、温度及波长对偏转特性的影响,发现同时调节电压和温度的方法可以平衡光束偏转角和色散,为KTN晶体用于宽波段光束偏转提供参考。     

钇铝石榴石单晶的生长及光学不均匀性

用提拉法生长了掺釹钇铝石榴石晶体．比较了从不同釹离子液度的熔体 中生长的晶体的光学不均匀性及其激光性能．在我们实验的釹浓度范围内,当 生长条件大致相同时,釹离子浓度愈高,晶体的光学均匀性愈差．改变生长条 件,使晶体的均匀性相近时,其脉冲激光效率随釹的浓度的提高而有所改善．此 外,还研究了晶体的光学不均匀性对晶体的激光性能的影响． 研究了影响晶体光学质量的两种重要缺陷,即核心和生长条纹．在倒圆锥 形固液界面的顶端,（２１１）小面的出现,形成了核心．核心处具有较高的釹浓度、较高的位错密度和较大的应力,并使激光束产生严重的畸变．由于温度起 伏形成的生长条纹对激光束产生衍射和散射作用．核心的出现与掺釹关系不大（主要取决于界面形状）;而条纹的加剧则与熔体中的釹浓度有着明显的关系．     

ICP与吸收光谱测定LiNbO3, Zn:LiNbO3晶体中Cr3+离子的分布及有效分凝系数

应用坩埚下降法生长了掺杂Cr与双掺杂Cr，Zn的LiNbO3晶体。测定了掺杂晶体不同部位的吸收系数。用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)法测定了Cr离子在LN晶体中的浓度，并计算了Cr离子在LiNbO3晶体中的有效分凝系数。研究结果表明：在单掺杂Cr的LiNbO3晶体中，随着Cr^3 掺杂浓度从0．1增加到0．5mol％时，其有效分凝系数从3．75减少到2．49，Cr^3 离子在晶体中的浓度分布差异逐步减少；ZnO的掺入能有效地减少Cr^3 的分凝系数，然而ZnO掺杂浓度从3增加到6mol％时，其有效分凝系数且从1．85增加到2．25。可从ZnO组分对Cr离子的排斥作用及Zn离子在LN晶体中随掺杂数量变化的分凝现象解释了产生Cr离子浓度及有效分凝系数变化的原因。     

纳米晶粒在高压下的相变

文章报道了纳米晶粒的晶粒尺寸对压力诱导相变的影响的最新研究进展．采用热力学理论揭示了纳米晶体材料的相变压力与同种大块材料不同的主要因素是体积变化率、表面能差和内能差．通过估算这3个因素的具体大小，可解释文献中报道的实验结果，并且可以确定同种大块材料和纳米晶体材料之间的相变压力发生差异的控制因素．在纳米晶体材料中，晶粒尺寸对结构稳定性和相变压力的影响与体系本身有关．     

氩晶体薄膜法向热导率的分子动力学模拟

结合卫星“微型核”的特点，研究电介质薄膜中的导热机理以及薄膜厚度对导热系数的影响.以结构较为简单、具有可靠势能函数，实验数据较为丰富和可靠的氩的(fcc)晶体为模型,采用平衡分子动力学方法(EMD)和各向异性非平衡分子动力学方法(NEMD)计算了氩晶体及其法向薄膜的热导率,并与实验结果进行比较.模拟结果表明，氩晶体纳米薄膜的热导率显著小于对应大体积晶体的实验值，具有明显的尺寸效应.在氩薄膜厚度为2.124—5.310nm的模拟范围内,薄膜的法向热导率随着薄膜厚度的增加而呈近似线性增加. 关键词： 热导率 纳米薄膜 尺寸效应 平衡分子动力学 非平衡分子动力学