Dielectric Studies in Solid Phase EBBA

Dielectric measurements have been made in the stable and metastable solid phases of EBBA in the frequency range 0.1 KHz to 100 KHz and in the temperature range - 170 to - 10°C. The dielectric dispersion was absent in the stable phase while in the metastable phase, obtained by rapid cooling, a clear dielectric dispersion was seen. In addition to the primary dispersion extending above about - 125°C there also appears a clear secondary dispersion region below - 125°C. The strength of the second dispersion is lower by one order of magnitude than the primary dispersion. The primary dispersion is of the Debye type with a symmetric distribution of relaxation times. The Cole-Cole distribution parameter varies with temperature and shows a maximum at about -64°C. The results in the primary dispersion region can be qualitatively explained by assuming the free rotation of dipoles above -64°C and a restricted rotation of dipoles at low temperatures.     

第一性原理研究氧化锌晶体的电子结构和光学性质

为了研究氧化锌晶体的光学性质,本文采用密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)下的平面波赝势法计算了氧化锌晶体的电子结构、复数折射率、介电函数、光电导谱和吸收光谱.介电函数的虚部、吸收光谱、折射率等它们的峰值位置存在一一对应关系,这表明了它们之间存在着内在的联系,它们都与电子从价带到导带的跃迁吸收有关,这为从物理本质上理解氧化锌晶体的光学性质提供了重要的依据.计算结果与实验结果吻合得很好.     

一维光子晶体结构参数的随机扰动对其光学特性的影响

用特征矩阵法研究结构参数存在随机扰动的情况下一维光子晶体的光学特性, 无论是加工过程中介质层几何厚度的误差, 还是介质层折射率的随机波动都会影响一维光子晶体的光学特性.随机扰动对一维光子晶体带结构高频部分影响较大, 造成带结构消失, 甚至全部变成禁带; 随机扰动对光子晶体缺陷模式的影响是使缺陷模的位置发生随机平移, 平移的程度与随机度有关, 介质层折射率的随机变化要比介质层厚度的随机变化对缺陷模位置的影响要大; 周期数目的增加可以部分地减小缺陷模的平移, 但同时会使缺陷模透射率减小,增加缺陷层厚度可以有效降低随机扰动对光子晶体缺陷模式的影响. 本文的研究将对一维光子晶体的设计工作提供有价值的参考.     

Bridgman法生长的大尺寸钨酸铅晶体的光学和闪烁性能

本文报道了我们采用改进的Bridgman法为欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)上的紧凑型μ子螺线管(CMS)实验生长的大尺寸掺Y3+钨酸铅闪烁晶体,给出了晶体的光学和闪烁性能,如光致发光谱、X射线致发光光谱、纵/横向的透射光谱、光产额以及辐照硬度.测试结果表明,掺Y2O3的钨酸铅晶体光产额很高(>13pe/MeV),且全为100ns以内的快发光,其辐照硬度已接近CMS电磁量能器(ECAL)端帽晶体的要求,同一批晶体彼此间的性能一致性好.     

PbWO4晶体中铅氧空位对对晶体光学性质的影响

本文利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似,按照能量最低原理采用共轭梯度方法,对含铅氧空位对的PbWO4晶体进行结构优化处理.在此基础上,计算了含铅氧空位对的PbWO4晶体的电子结构、复数折射率、介电函数及吸收光谱,并与完整的PbWO4晶体进行了比较.结果表明:PWO晶体中铅氧空位对的存在对PbWO4晶体的光学性质没有显著的影响.     

钛酸钡钙晶体的生长及其光学性能研究

钛酸钡钙(BCT)晶体是一种新型的光折变材料,由于其优于钛酸钡的电光性能及无室温相变的优势,使其具有更大的应用前景.本文从大量的实验中总结出生长高质量BGT晶体的生长条件,用Czochralski法生长出φ18mm×15mm的BCT晶体.通过粉末X射线衍射测定其晶格常数,由红外、紫外-可见光透射谱确定其吸收边,并通过Raman光谱等一系列实验对晶体结构及其基本光学性能进行了研究.     

La3Ga5SiO14晶体电子结构及光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一性原理平面波赝势法对La3Ga5SiO14晶体基态的几何参量、能带结构、态密度和光学性质进行了系统的研究.优化了La3Ga5SiO14晶体中原子的内部坐标,利用精确计算的能带结构、态密度和电荷密度等值线分析了晶体的吸收谱、介电函数、折射率,计算结果与实验符合较好,为La3Ga5SiO14晶体材料的分子设计与应用提供了理论依据.     

二维嵌套复式结构声子晶体的带隙研究

用小尺寸多圆柱阵列替代简单晶格中的每个单圆柱基元,构成一种全新的嵌套复式正方周期结构二维声子晶体.借助于平面波法计算了其带隙结构,得出了带隙分布图,讨论了基元阵列的内组合方式及总填充率对带隙范围和带隙数目的影响,并与简单晶格进行比较,从理论上验证了嵌套复式声子晶体利用小尺寸圆柱阵列展宽带隙及增加带隙数目的可行性.     

L-苹果酸脲光学晶体的台阶生长机制

L-苹果酸脲是一种新型的有机非线性光学晶体,具有广阔的应用前景.研究表明,L-苹果酸脲晶体在乙醇介质中生长时,晶体形态为棱柱形.L-苹果酸脲晶体生长呈现明显的台阶生长,当过饱和度比较低时,其台阶生长机制为螺旋机制;当过饱和度较大时,L-苹果酸脲晶体台阶生长机制为二维成核机制.     

Electrical and Optical Characterization of Oxygen doped CuInSe2 Crystals

From a combined study of the electrical properties between room temperature and 77 K and optical absorption at 300 K of bulk CuInSe₂ samples doped with different oxygen concentrations, two shallow acceptor levels are found. The activation energy E_A1 and E_A2 of these levels in the dilute limit tends to be around 30 and 36 meV, respectively. The increase of E_A1 and decrease of E_A2 with the increase of oxygen content can be explained consistently on the basis that the ratio of Cu to In atoms increases with the increase of oxygen incorporated into CuInSe₂ lattice.     

非线性光学晶体BaBPO5的生长、结构研究

本文采用顶部籽晶高温溶液法,以Li4P2O7为助熔剂,生长了大尺寸BaBPO5单晶.进行了BaBPO5晶体的结构测定,结果表明该晶体属三方晶系,空间群:P3221,晶胞参数为a=b=0.71329(10)nm,c=0.70368(14)nm,α=β=90°,γ=120°, Z=3.该晶体结构中沿[001]方向存在BO4四面体链,每一个硼氧四面体用它的两个顶点分别与两个PO4四面体相连组成螺旋状的链.硼氧四面体、磷氧四面体和钡氧多面体结合在一起形成一个三维网络结构.同时,对BaBPO5的粉末倍频效应进行了研究.     

尿素晶体线性和非线性光学系数的计算

本文使用从头计算平面波赝势法计算了尿素晶体的电子能带结构、线性和非线性光学系数,折射率和倍频系数的计算结果与实验结果基本符合.计算发现尿素晶体中C、N和O元素的2p轨道电子态发生了明显杂化,而能量较高的2p轨道电子态的杂化是其非线性光学效应的主要来源.     

AgGaGeS_4晶体介电性能的初步探讨

利用本实验室生长的红外非线性晶体材料AgGaGeS_4(AGGS),常温下进行腐蚀实验并观察畴结构,测试了不同频率、电压下晶体的电滞回线以及同一电压下不同频率介质的电容值.腐蚀图像显示出畴结构,畴尺寸5～10 μm左右,证实AGGS为一热释电晶体.然而,室温下的电滞回线变形为一近似椭圆,介质电容与电场频率关系表现出强色散特性.本文对这一现象进行了系统分析,最后提出了进一步探索AGGS铁电性质的具体建议.     

Crystal structure and spectroscopic studies of a new organic monohydrogenmonophosphate dihydrate

The crystal synthesis and structure of a new organic monohydrogenmophosphate (3,4‐Cl₂‐CH₂C₆H₃NH₃)₂HPO₄·2H₂O are reported. This compound crystallizes in the monoclinic P2₁/n with a = 9.081(7) Å, b = 6.501(5) Å, c = 35.423(12) Å, β = 91.09(5)°, V = 2090.9(2) ų, and Z = 4. Crystal structure was solved and refined to R = 0.042, using 2543 independent reflections. It can be described by inorganic layers, including the HPO₄^‐ anions and the H₂O molecules, parallel to (a, b) planes and situated at z = 0 and z = 1/2. The interlayer spacing is occupied by the organic molecules which perform different interactions around the 3D network cohesion. A characterization of this compound by solid‐state (¹³C, ³¹P) MAS NMR and IR spectroscopies is also reported. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Zn1-x HfxO的电子结构和光学性质的第一性原理计算

基于第一性原理密度泛函理论,计算分析了Zn1-xHfxO(x=0,0.0312,0.0417,0.0625和0.1250)体系的晶格结构、电子结构,Mulliken电荷布居和光学性质.计算结果表明,随着Hf掺杂摩尔百分比的增大,晶体体积膨胀,费米能级进入导带,其附近的导带部分主要由杂质原子Hf的5d态贡献,Hf-O离子键成分作用凸显,故Hf的掺杂引入施主能级进而形成n型ZnO材料的可能性较大.且通过比较吸收谱、反射谱和折射谱,发现适量掺入Hf原子可使ZnO体系在高能区的透过率增加,能量损失谱出现红移.这些性质均与实验中Hf掺杂有类似结果,由此可知适量掺杂Hf的ZnO体系有望在制备光电子器件等领域发挥作用.     

含谐振单元和弹性支承谐振单元的声子晶体低频禁带特性研究

在结构中周期性地添加谐振单元可以构造局域共振声子晶体并产生低频禁带。本文提出了一种具有谐振单元和弹性支承谐振单元的声子晶体结构,通过声子晶体理论和振动理论对该结构的禁带特性和禁带调控特性进行了计算与分析。结果表明,该结构可在0 Hz处形成禁带;禁带内对振动的衰减强度由衰减因子和有限结构周期数共同决定;结构中存在1条可调控禁带和3条不可调禁带;可调控禁带可以通过改变谐振单元和弹性支承谐振单元的结构参数加以调控;不可调禁带包括第一禁带,它们能够较为稳定地对一定频率的弹性波产生衰减作用。该结构所具有的禁带特性在管路、桥梁和汽车减振领域具有潜在应用。     

红外非线性光学晶体CdSe生长与性能表征

采用垂直无籽晶气相法(VUVG)生长出尺寸达26 mm×45 mm的CdSe单晶体,对CdSe晶体的稳态气相生长速率进行了深入讨论.采用气相升华法提纯后的CdSe多晶原料的X射线粉末衍射谱与PDF卡片值(65-3436)吻合,生长出的单晶体{100}和(110)面XRD衍射峰尖锐,无杂峰,且{100}面出现3级衍射峰.晶锭密度为5.74 g/cm3,与理论计算值接近.退火处理后的晶片在1000～7000 cm-1 红外波段范围内透过率达到70;.采用VUVG法生长的CdSe单晶体,结晶性能好、结构致密、尺寸大和红外透过率高,可用于制备红外非线性光学器件.     

Zn:Fe:LiNbO3晶体的生长及其光学性能的研究

在LiNbO3中掺进ZnO和Fe2O3,以Czochralski技术生长Zn(7mol;):Fe(0.03;):LiNbO3,Zn(3mol;):Fe(0.03;):LiNbO3和Fe(0.03;):LiNbO3晶体.测试晶体的吸收光谱,Zn:Fe:LiNbO3晶体的吸收边相对Fe:LiNbO3晶体发生紫移.测试晶体的红外光谱,Zn(7mol;):Fe:LiNbO3晶体OH-吸收峰移到3529cm-1.测试晶体抗光致散射能力,Zn(3mol;):Fe:LiNbO3晶体抗光致散射能力比Fe:LiNbO3晶体提高一个数量级,Zn(7mol;):Fe:LiNbO3晶体比Fe:LiNbO3晶体高二个数量级.测试晶体的衍射效率和响应时间,Zn:Fe:LiNbO3晶体响应时间缩短,衍射效率降低.对吸收边和OH-吸收峰移动的机理,以及Zn:Fe:LiNbO3晶体抗光致散射能力增强的机理进行了研究.     

Cr掺杂锐钛矿相TiO2光学性质的第一性原理研究

本文对Cr掺杂TiO2进行了基于密度泛函理论的第一性原理研究.模拟计算了完整及Cr掺杂TiO2的电子结构,介电函数及吸收光谱的偏振特性.计算结果表明完整的锐钛矿型TiO2晶体在可见光范围内无吸收;掺Cr后晶体的禁带宽度减小到2.25 eV,吸收边红移,并在可见光区域出现了2.51 eV(495 nn)的吸收峰,表明Cr掺杂有利于提高TiO2对太阳光的吸收.计算结果与实验结果基本相符.     

氧对饵掺杂硅纳米晶粒电子结构和光学性质的影响

采用第一性原理,对O与Er共掺杂硅纳米晶粒的电子结构及光学性质进行了计算.计算结果表明:O原子的掺杂没有影响Er掺硅纳米晶粒的禁带宽度;Er掺硅纳米晶粒结构在紫外区的吸收峰因O原子的掺入明显加强,红外区源于Er原子的吸收峰峰值减小.