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φ26mm×45mm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5.74g/cm3,与理论计算值接近。退火处理后的晶片在1000～7000cm-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。

CdSe晶体倍频光学参数及元件加工研究

对红外非线性光学晶体CdSe的倍频光学参数及其元件加工进行了研究。根据非线性光学原理和折射率色散关系,从理论上计算出CdSe晶体的有效非线性系数和倍频元件相位匹配角与基频光波长(5.5～10.0μm)的调谐特性曲线,从实验上探索到一种通过解理试验和XRD定向测试,快速确定其光轴方向的晶体定向新方法。结果表明,CdSe晶体在Ⅱ类相位匹配条件下的有效非线性系数deff为d15sinθ,倍频转换效率与方位角无关;在Ⅰ类相位匹配条件下其有效非线性系数deff恒等于0,无倍频输出。根据理论计算结果,运用定向新方法,针对VUVG法生长出的外观无方向特征的CdSe晶体,经定向切割、研磨和抛光,初步加工出基频波长为9.6μm的CdSe晶体Ⅱ类相位匹配倍频元件,尺寸达9.5mm×9.5mm×18mm。

掺杂晶体SrLaAlO_4:Cr^(3+)局域结构的研究

采用半自洽场(sem i-SCF)d轨道波函数模型和点电荷模型,利用高阶微扰公式,在晶体掺杂过渡金属离子后其结构对称性不会被破坏的条件下,由d-d跃迁光谱和EPR谱,确定SrLaA lO4:Cr3+晶体的局域结构。计算发现,掺入Cr3+后,晶体的键长为:R⊥′=0.1922nm,R′∥=0.2197nm.所得计算结果与实验值吻合得很好。

CdSe纳米晶薄膜的制备与特性研究

采用真空热蒸发技术,在光学玻璃基片上生长出排列整齐、高质量的CdSe纳米晶薄膜。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(IR)等进行表征。结果表明,薄膜结晶性能较好,纳米晶颗粒约为40～70 nm,呈半月状,排列整齐;化学元素配比为49.4∶50.6,稍微富Se;红外透过率高,禁带宽度为1.89 eV,高于块状的CdSe晶体(1.70 eV)。

掺Cr^(3+)晶体SrLaGaO_4和Cs_2CdCl_4的EPR理论研究

根据晶体场理论,考虑到掺杂过渡金属离子的半径和价态与基质离子的差异,初步建立四角晶场中杂质离子局域结构崎变模型。并采用半自洽场d轨道模型、EPR参量高阶微扰方法、局域结构模型和点电荷模型,在强场图象中解释了掺Cr3+晶体SrLaGaO4和Cs2CdCl4的EPR谱(零场分裂参量D值以及g因子)。理论计算值与实验数据吻合较好,表明过渡金属离子局域结构伸缩模型是合理的,可运用到四角对称的其他晶体谱学特性研究。

ZnO晶体Al杂质与Zn间隙共存的复合缺陷研究

利用第一性原理,研究了ZnO晶体Al杂质与Zn间隙共存的复合缺陷(AlZnZni)电子结构和光学性质。计算结果显示,AlZnZni复合缺陷的形成能为-3.180 e V,较低的形成能表明这种缺陷容易形成;复合缺陷使ZnO晶体的能带整体下移,带隙减小,价带区域展宽;电子能带结构的变化对ZnO的光学性质在低能产生了重要影响,主要表现在:介电函数虚部往低能方向移动且强度显著增强,使得ZnO表现出简并半导体的特性;复合缺陷导致ZnO晶体光学吸收边缘产生了红移,可见光区的吸收系数增大,透过率降低。

硒化镉晶体光参量振荡器件制备参数研究

研究了红外非线性光学晶体硒化镉的光参量振荡器光学参数.根据非线性光学原理和折射率色散关系,报道了CdSe晶体在不同泵浦光波长(1.833、2.87和2.1646μm)下CdSe光参量振荡器的角度调谐曲线,由此确定出信号光、闲频光以及相位匹配角的变化范围;并对CdSe晶体的走离角,有效长度以及相位匹配允许角等参数进行研究.以上研究结果,对CdSe光参量振荡(OPO)器件制备加工精度提供了重要的技术参数.

La掺杂氧空位的α-Bi_(2)O_(3)电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于第一性原理的方法研究了本征α-Bi_(2)O_(3)、La掺杂、氧空位掺杂和共掺杂体系的电子结构与光学性质,以期获得性能比较优异的α-Bi_(2)O_(3)光催化材料。研究结果表明:掺杂后,体系结构变形较小,其中氧空位(V_(O))掺杂和La-V_(O)共掺杂体系的禁带宽度价带和导带同时下移且在禁带中引入杂质能级,说明掺杂可以减小电子从价带激发到导带所需能量,有利于电子的跃迁。特别是相对于氧空位单掺杂,La-V_(O)共掺杂使杂质能级向导带底靠近,这个倾向可能使该复合缺陷成为光生电子捕获中心的概率大于成为光生电子-空穴对复合中心的概率;同时,La-V_(O)共掺杂导致导带底附近的能带弯曲的曲率增大即色散关系增强,从而降低了电子的有效质量,加速电子的运动,因此,La-V_(O)共掺杂能大幅改善光生电子-空穴对的有效分离。另一方面La-V_(O)共掺杂在显著扩展可见光吸收范围的同时,还极大地增强了可见光吸收强度。因此,La-V_(O)共掺杂有效改善了α-Bi_(2)O_(3)的光催化活性。本研究为利用稀土离子掺杂改善其他光催化材料的性能提供了一个新的思路。

SrLaAlO_4晶体掺Co^(2+)离子的吸收光谱解释

采用赵、杜提出的半自洽场(semi-SCF)d-轨道波函数模型,利用强场四角图象近似,解释了掺杂晶体SrLaAlO4:Co2+的吸收光谱。计算结果表明:18830 cm-1不是一条双中心跃迁,而是4E(4T1,e2t25)态对基态的跃迁;理论分析结果与实验值吻合较好。

晶体的热力学行为研究

在德拜模型的基础上研究晶体的热力学行为.德拜模型频谱函数在高频区与实验曲线相比偏差较大,对此,我们认为在高频区声子间的相互碰撞不能忽略,并对德拜近似模型作了一定修正,所求出的频谱函数在高频区能更好地接近实验曲线和反映频谱变化规律,用修正后的模型计算晶体的热容量与德拜模型保持一致,能很好地与实验结果符合.

电解抛光技术研究进展

介绍了电解抛光技术的研究现状﹑特点及抛光原理,分析了工件表面粗糙度的主要影响因素。指出了电解抛光技术存在的问题。

CdSe晶片的红外透过率研究

将经过多级提纯、垂直无籽晶气相输运法生长的CdSe晶锭切割,获得沿生长轴向分布的1.3mm厚晶片系列,采用日本SH IMAZU公司的IRpresting-21傅立叶变换红外光谱仪、ZC36型高阻仪及X射线能谱仪对该晶片组的红外透过率、电阻率、成份百分含量进行了测试,依据晶片对红外光的吸收机理,讨论了CdSe晶片在中红外区域透过率的理论值和影响其红外透过率的主要因素,研究了红外透过率与晶片性能的内在联系,为探测器级CdSe晶片的筛选提供了一种简便有效的方法。

Ni(IO_3)_2·2H_2O晶体的局部结构、吸收光谱和漫反射光谱的研究

采用半自洽场(semi-SCF)d轨道模型和点电荷模型,利用完全对角化方法,建立了D4h对称晶体场中晶体的局部结构与光谱之间的定量关系,统一解释了Ni(IO3)2.2H2O晶体的局部结构、吸收光谱和漫反射光谱的实验值,预测了Ni(IO3)2.2H2O晶体的光谱精细结构和电子顺磁共振(EPR)谱(零场分裂D和顺磁g因子)。所得理论结果与实验值符合得很好。

工作气压对磁控溅射Mo膜的影响

采用直流磁控溅射沉积技术在不同工作气压下制备Mo膜,研究了工作气压对Mo膜的沉积速率、表面形貌及晶型结构的影响规律,研究表明:工作气压在0.1～0.5Pa范围内,沉积速率基本保持不变,在0.5～1.5Pa范围内沉积速率随工作气压的升高而增大;Mo膜的表面粗糙度随工作气压的升高而增加;不同工作气压下制备的Mo膜为立方结构,在较低工作气压下薄膜结晶性能较好。

硒化镉晶体定向切割方法研究

根据硒化镉(CdSe)晶体结构的特点,发展了一种简便、快捷、准确的定向方法。此法只需观察CdSe晶体解理面上台阶的走向,便可确定CdSe晶体的C轴方向,即解理面上台阶延伸的方向为CdSe晶体的C轴方向,并采用X射线衍射法对结果进行了验证。已知C轴和某一晶面,借助激光正反射技术,可在CdSe单晶体上定向切割出任意所需的晶面。

液体表面张力系数实验装置的改进

对现有吊环法液体表面张力系数测量仪的水平调节装置、吊环升降装置存在的不足进行了改进,在原有仪器上增加了液体加热装置,以便对不同温度下的液体表面张力系数进行测量,实验说明新的实验装置更加科学合理.通过实验对比得出:新的实验装置操作方便、实验误差小、重复性好,有推广价值.

培养学生创新能力的大学物理实验教学体系研究

大学物理实验课程是对高等学校学生进行系统科学实验技术和实验方法训练,是培养学生科学实验能力和素养的重要的实践性课程。通过对大学物理实验教学的课程体系、教学方式、教学内容、实验方法和技术手段,以及教学管理等方面进行了全面而系统的改革与建设。构建培养学生创新能力的大学物理实验教学体系,可以使学生在新的实验体系中动手与动脑结合,达到通过实验提高学生综合素质的目的。

用光谱和零场分裂确定晶体K_2ZnF_4:Ni^(2+)的局部结构参数

采用半自洽场(semi-SCF)d-轨道模型和点电荷-偶极子模型,利用完全对角化方法,由K2ZnF4:Ni2+的d-d跃迁光谱和零场分裂D,确定了晶体K2ZnF4:Ni2+在常温(290 K)和低温(4.2 K)下的局部结构参数,并预测了顺磁g因子的大小.建立了局部结构参数与光谱、零场分裂之间的定量关系,并统一解释了K2ZnF4:Ni2+晶体的光谱和零场分裂的实验值,所得理论结果与实验值符合得很好.

CdX_2(X=Cl、Br):Ni^(2+)晶体的吸收光谱和EPR谱的统一解释

本文考虑3d电子<eg>和<t2g>轨道局域性差异和配体旋-轨耦合作用的影响,在晶体场理论和电子顺磁共振理论基础上,采用d轨道模型,推导出了3d2/d8电子组态在D3d对称下的广义能量矩阵,利用双共价因子双旋-轨耦合EPR谱高阶微扰公式,统一解释了CdX2(X=Cl、Br):Ni2+晶体的吸收光谱和EPR谱。

对电动向心力定量分析演示仪的改进

针对现有"向心力演示仪"实验的不足,对电动向心力定量分析演示仪进行改进,新仪器保留了电动向心力演示仪的部分元件,改进了转动半径测量和向心力测量装置.通过改变电动机转速、圆周运动半径、金属球质量等参量,该装置可定性演示向心力和定量研究向心力表达式.