21世纪最具潜力的新型带隙材料——声子晶体

半导体发展中遇到的极大障碍,使许多研究人员开始研究光子晶体。然而,声子晶体比光子晶体具有更丰富的物理内涵,它是一种新型声学功能带隙材料。研究声子晶体的重要意义在于其广阔的应用前景,而且在研究过程中,还可能发现新现象和新规律,进而促进物理学的发展。一、什么是声子晶体声子晶体的概念诞生于20世纪90年代,是仿照光子晶体的概念而命名的。我们都知道,具有光子禁带的周期性电介质结构功能材料称为光子晶体,光子能量落在光子禁带中的光波将被禁止,不能在光子晶体中传播。通过对光子晶体周期结构及其缺陷进行设计,可以人为地调控光子…     

声波在一维声子晶体中共振隧穿的研究

通过从实验和理论方面对声波在一维声子晶体单晶体和被小的共振腔分开的双晶体中传播时发生的隧穿和共振隧穿现象的研究，观察到了声子晶体单晶体在带隙频率范围内发生的隧穿现象，而对于双晶体样品，在带隙频率范围内出现了很强的共振透射峰.共振发生时，实验测得的群时间很大，但是没有共振时，群速度却很快. 关键词： 声波 声子晶体 隧穿 共振     

用有限元结合动态光弹性分析确定动态应力强度因子

本文运用有限元方法结合动态光弹性分析,对动态应力强度因子的计算进行了分析研究.作者在钱伟长教授[1]的基础上,将动态裂尖的奇异性分析解引入有限元计算;并以动态光弹性分析所得的裂纹扩展长度与时间的关系曲线作为定解补充条件,据此建立了有效模拟裂纹扩展的数值模型.通过具体算例证明,本文的方法取得了与实验结果相吻合的效果.     

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.     

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