熔融LiCl及其急冷非晶键取向序的分子动力学模拟研究

本文进一步讨论了我们新近提出的等近邻数键球谐函数方法,并通过分子动力学模拟研究了熔融LiCl及其急冷过程。对计算机模拟各时间步产生的瞬态构型进行平均,计算了不同温度下键序Q_l谱.将模拟Q_l谱与线性组合模型Q_l谱比较,观察到模拟Q_l谱与含90％局部正四面体结构的组合模型十分相似,表明熔融Licl及其急冷非晶中局部键取向序明显倾向于正四面体序。急冷过程中不同温度下局部键取向序可用同一线性组合模型描述,但模型方差随模拟温度明显变化。方差随温度而降低,且在发生玻璃态转变时有一显著下降。不同温度下的键角分布也作了计算,观察到键角分布在109°(正四面体局部结构键角)附近且分布峰随温度升高而展宽,与键序Q_l得到的结论一致。     

V3+:YAG晶体的生长、色心与光谱性能研究

采用石墨电阻加热的温梯法生长了V:YAG晶体,晶体的不同部位呈现两种不同的颜色:浅绿色和黄褐色.通过对比分析不同颜色V:YAG晶体的室温吸收光谱,推断出石墨发热体高温下扩散出来的C可以起到还原作用,提高晶体中V3+tetra离子的浓度,同时诱导了F心的形成.在1300℃下,对不同颜色的V:YAG晶体进行真空退火处理,发现处于八面体格位中的V3+离子在热激发作用下与近邻的四面体格位Al3+离子存在置换反应,由此产生一定浓度的四面体格位V3+离子.同时,F心在退火过程中被完全消除,释放出来的自由电子被高价态的V离子俘获,可以进一步提高晶体中四面体格位V3+离子的浓度.     

准晶体中八方晶系点群的对称性与矩阵表示

从理论上对准晶体中八方晶系各点群进行了研究.运用八方晶系各点群的极赤投影图,列出了各点群的所有对称操作;填出了固有点群822的群乘表.运用坐标变换和群论在自定义的八方坐标系中,推导出八方晶系点群所有对称操作的矩阵.这32个3×3矩阵的结构是相当简洁的,它们的矩阵元只有5种可能取值:0,±1,±2.其中2是反映八方晶系准晶体所具有的准周期性的特殊无理数.     

空气/水界面水分子的取向和运动

对四种不同的实验构型下空气／水界面自由O-H键在3700cm~(-1)的和频振动光谱的分析表明,水分子在空气／水界面的取向运动只可能是在平衡位置附近有限角度之内的受限转动。界面水分子的自由O-H键取向距界面法线约33°,而取向分布或运动的宽度不超过15°。这一图像显著地不同于Wei等人(Phys. Rev. Lett.86,4799(2001))只通过单一的SFG实验构型所得出结论,即：空气／水界面的水分子在超快的振动弛豫时间内在很大的角度范围内运动。     

BaWO_4晶体的拉曼光谱分析

BaWO4晶体是一种很有应用前景的喇曼激光晶体。本文根据对称性分类,用商群理论分析了Ba-WO4晶体的喇曼光谱。一个原胞中含有两个BaWO4分子,理论上有36个振动膜,和我们用群论计算得数目一致。其中有18支拉曼活性光学膜。我们测得了10支拉曼峰,并对测得的各个配置的拉曼峰进行了指认,其中X(ZZ)X配置921cm-1处的喇曼峰强度最强,线宽较窄,对于作为喇曼激光晶体来讲是很有益的。     

（Tm,Ho）：YLF晶体激光器的实验研究

报道了一台连续792nmTi:Al2O3激光器纵向抽运的（Tm,Ho):YLF微片激光器。在室温条件下，当抽运功率为680mW时，激光器在2．06μm波长的输出功率达到90mW。激光器阈值为380mW，光光转换效率为13％，斜率效率为26%.     

Lu2Si2O7：Ce晶体的闪烁性能

用提拉法生长了Lu2Si2O7：Ce晶体，对该晶体的闪烁性能进行了研究。透射光谱表明，Lu2Si2O7：Ce晶体的吸收边比Lu2SiO5：Ce晶体向短波方向移动了25nm，使透光范围进一步拓宽。X射线发射光谱和UV激发发射光谱均具有典型的双峰特征，主峰在378nm。UV激发发射谱具有温度效应，即375K以上时，发光效率迅速降低；425K以上时，发光主峰位明显红移。衰减曲线符合单指数式衰减规律，常温下经UV激发后的衰减时间约为34ns。从曲线形态看，375K以下的衰减谱与室温下的几乎完全相同，拟合的结果在32．8～34ns之间；衰减时间的温度效应从375K开始显现，即随温度的升高，衰减时间有加速变短的趋势，到500K时缩短为6．72ns。热释光谱在488，553K处有两个热释光峰，但室温附近几乎观察不到热释光峰。     

低维材料的热导率

一根导热棒 ,如果在它的两端存在温差 ,便会有热量从高温端流向低温端 .这种能量在固体中的传输 ,不是沿着棒按照直线路径完成的 ;其间 ,导热声子将遭遇到频繁的碰撞 ,从而产生热阻 .表征材料导热性能的物理量是热导率κ[单位是W /(m·K) ],而传输的热流密度 jQ(W /m2 )与温度梯度成正比 ,即 jQ=-κdT/dX .如果声子在传输过程中不经历散射 ,则不论导热棒多长 ,jQ 将不依赖于温度梯度 ,而仅仅取决于两端的温差 .引入声子平均自由程l ,经典理论给出 ,κ =(1/3)Cvl,其中C是单位体积材料的热容 ,v是声子的平均速度 .在低温下 ,对于无杂质缺…     

U：CaF2晶体的分凝特性与光谱性质

应用TGT法生长了直径为75mm的U：CaF2晶体，宏观上透明完整.应用公式K0=Cs/Cl计算了U在CaF2晶体中的分凝系数等于0.53.应用溶质分布一般公式Cs=K0C0(1-g)K0-1，计算U的浓度分布与测量值，数值符合说明晶体生长过程接近平衡状态.分析不同条件下生长的U: CaF2晶体的晶胞参数和吸收光谱，结果表明生长气氛决定U的价态及电荷补偿机理：无PbF2存在的条件下，U为+4价，晶体呈绿色；PbF2的加入起到氟化去氧作用，U倾向于以离子半径最接近于Ca2+的U3+存在，晶体呈红色.从晶体生长开始到结束的部位，U3+:CaF2晶体吸收光谱的峰位不变，峰强呈现与U浓度相同的增加趋势.U3+:CaF2晶体外层厚约5mm处呈黄色，含有U3+和U2+的混合价态离子，其原理是石墨坩埚的还原作用通过单质铅，使部分的U3+进一步还原成了U2+. 关键词： 铀 氟化钙晶体 分凝系数 晶胞参数     

Origin of the 420 nm Absorption Band and Effect of Doping Fluorine in PbWO4 Crystals

The electronic structures for three types of PbW04 (PWO) crystals, the perfect PWO, the PWO containing lead vacancy (PWO-Vpb) and fluorine doped PWO crystal (F^-：PWO), are systematically studied within the framework of density functional theory. The computational results show that the Pb 6s state situates below the valence band so that Pb^2 ions are unable to trap holes forming Pb^3 or Pb^4 to compensate for VPb^2-. The hole-trappers in PWO-Vpb are O^2- ions. Two of the longer-bond O^2- ions share a hole forming O2^3-, and four of the longer-bond oxygen ions trap two holes forming an associated color centre [O2^3--Vpb-O2^3-], which may be the origin of the 42Onto absorption band. It is also concluded that the doping of F^- would reduce the band gap and F^- ions substituting for O^2- can effectively restrict the formation of [O2^3--Vpb-O2^3-] and weaken the 42Onm absorption band and hence enhance the scintillation property of PWO.