通过硫代调控Ga、In、Tl磷酸盐光学性质的第一性原理研究

本文基于第一性原理对磷酸盐与硫代磷酸盐家族中的GaPO_(4)、InPO_(4)、TlPO_(4)、GaPS_(4)、InPS_(4)和Tl_(3)PS_(4)进行系统的对比研究,探究[PO_(4)]^(3-)基团和[PS_(4)]^(3-)基团之间的联系与区别。能带计算结果表明,TlPO_(4)带隙最小(Eg=0.788 eV),InPO_(4)、GaPS_(4)、InPS_(4)和Tl_(3)PS_(4)带隙较大,分别为2.604、2.352、2.360和2.393 eV,而GaPO_(4)带隙最大(Eg=4.487 eV),发现[PS4]3-基团化合物能带结构更加容易预测与调控。态密度计算结果表明,GaPO_(4)、InPO_(4)与TlPO_(4)价带顶均由O-2p轨道贡献,导带底均由阳离子的s轨道及O-2p轨道共同贡献,GaPS_(4)、InPS_(4)与Tl_(3)PS_(4)在价带顶处均由S原子的p轨道贡献,而在导带部分[PS4]3-基团化合物的P原子的p轨道表现更加活跃。通过分析介电函数发现,[PO_(4)]3-基团化合物和[PS4]3-基团化合物的峰值均随阳离子尺寸增大发生红移,且含[PS4]3-基团的化合物具有比含[PO_(4)]3-基团化合物更高的静态介电常数。双折射计算结果表明,GaPO_(4)、InPO_(4)、TlPO_(4)、GaPS_(4)、InPS_(4)和Tl_(3)PS_(4)在波长1064 nm处的双折射率分别为0.017、0.049、0.057、0.247、0.022和0.038,其中GaPS_(4)双折射率最大(0.247),这是由于其内部P—S键与Ga原子对能量较敏感。差分电荷密度与布居分析结果表明,六种化合物的光学效应与能带结构主要受到[PO_(4)]3-与[PS4]3-基团影响。弹性模量分析表明磷酸盐化合物的弹性性质要高于硫代磷酸盐,并且发现In的化合物具有更高的力学稳定性和刚性。

固相反应制备磷酸锌纳米晶体

用 Zn SO4 · 7H2 O与加有表面活性剂的 Na H2 PO4 · H2 O室温下进行固相反应 ,合成得到前驱体和可溶性无机盐 ,用水洗去可溶性盐 ,烘干 ,将前驱体微波辐射晶化 ,生成磷酸锌晶体 .用均匀设计法对实验条件进行优化 ,按上述方法制备得到的磷酸锌 ,经 XRD和

磷酸二氢钾晶体微尺度力学行为试验研究

对磷酸二氢钾(Potassium dihydrogen phosphate,KDP)晶体三倍频晶面上0°、45°和90°三个方向,分别进行Berkovich压头纳米压痕试验、维氏显微压痕试验和球形压头纳米划痕试验,观察到明显的压痕尺寸效应现象,得到三个方向各向异性的力学性能、脆塑转变临界载荷和临界深度。试验结果表明,KDP晶体三倍频晶面具有强烈的各向异性,0°、45°和90°方向脆塑转变临界载荷分别为20.4 mN、33.6 mN和63.2 mN,临界深度分别为1.26μm、1.67μm和3.45μm。90°方向因其具有最小硬度、最大断裂韧度以及最深脆塑转变临界深度,在划痕过程中塑性去除最多,脆塑转变最晚,是最优加工方向。根据试验结果,建立球形单点金刚石压头纳米划痕试验时脆性材料脆塑转变临界深度预测模型。

硼磷酸盐晶体MBPO_5(M=Sr,Ba)高温拉曼光谱研究

测量了硼磷酸盐晶体SrBPO5和BaBPO5常温及高温拉曼光谱,对拉曼振动模式进行指认,并分析了晶体拉曼振动光谱及晶体结构在高温下的变化。结果表明,在温度升高的过程中,拉曼振动频率向低频移动且振动峰宽度展宽,晶体中的P-O键长随温度而变长,但O-P-O的键角随温度变化缓慢,且BO4四面体较PO4四面体的振动模量对温度有更强的敏感性。晶体的结构在高温下没有相变发生,表现出很强的稳定性。

大口径氘化磷酸二氢钾晶体离线亚纳秒激光预处理技术

大口径氘化磷酸二氢钾(DKDP)晶体抗激光损伤性能偏低严重地制约着大型高功率激光装置输出水平.本研究利用离线亚纳秒激光预处理技术有效地提升了大口径DKDP晶体抗激光损伤性能.实际使用情况表明,采用离线亚纳秒激光预处理后,DKDP晶体在9 J/cm^(2)激光通量辐照下的表面平均损伤密度得到大幅下降,由未处理前的5.02 pp/cm^(2)(1pp表示1个百分点)降至0.55 pp/cm^(2),降幅为一个数量级.同时,激光预处理对晶体损伤尺寸具有一定的抑制作用,预处理后晶体损伤点尺寸分布曲线向尺寸减小的方向平移,尺寸分布峰值由预处理前的25μm降至预处理后的18—20μm.

磷酸镓晶体物理性质及本征点缺陷的研究

本文运用晶格动力学软件GULP模拟计算了磷酸镓晶体的物理性质和本征点缺陷。利用弛豫拟合技术,根据晶体结构和部分物理性质数据拟合了GaPO4晶体中离子间的相互作用势,利用拟合好的势参数计算得到的结果与实验结果吻合得很好。在此基础上计算理想GaPO4晶体的力学和热学性质,并计算晶体本征缺陷的形成能,结果表明氧空位和氧的弗伦克尔缺陷在晶体中较易出现,而镓的弗伦克尔缺陷则是晶体中最容易形成的缺陷类型。

溶液法生长氘化磷酸二氢铵(DADP)晶体及其性能研究

使用优级纯的NH4H2PO4(含量>99.5%)和重水(纯度>99.5%)为原料,在重水中经过三次氘化重结晶,获得含氘量>95%的结晶原料。上述DADP晶体作为原料配成1000ml的饱和溶液,用降温转动法生长出22mm×23mm×78mm尺寸的透明大晶体,并且测定其晶体结构、透过光谱和激光损伤阈值。从数据分析来看在最重要的光谱应用波段(1.06μm附近)DADP晶体综合性能是很优越的,这使得DADP有利于作为电光晶体材料和制作高频高灵敏度的电光器件。

混合培养中晶体磷酸铁的异化还原能力

采用厌氧混合培养方法,分别以来源四川、吉林和江西的水稻土浸提液作为接种液,选择Fe()浓度及游离磷酸盐浓度变化为指标,研究不同来源微生物对晶体磷酸铁的微生物还原特征,探讨晶体磷酸铁微生物还原反应中对不同碳源利用能力的差异。结果表明,来源于不同水稻土的微生物对晶体磷酸铁的最大还原速率(Vmax)、潜在最大铁还原量及Fe()还原率均有显著差异,其中四川水稻土微生物的Vmax较大,而吉林和江西水稻土微生物的潜在最大Fe()还原量及铁还原率较高。3种水稻土微生物对晶体磷酸铁的还原反应速率及铁还原量明显低于无定型氧化铁。不同水稻土的微生物能够利用丙酮酸盐、乙酸盐及葡萄糖作为惟一电子供体,使晶体磷酸铁发生异化还原,产生Fe()并释放磷酸盐,且Fe()累积量与磷素累积量呈极显著相关。体系中可溶性磷酸盐数量对以用葡萄糖为碳源的Fe()还原反应有显著影响,在缺乏可溶性磷酸盐的环境下,可能通过抑制发酵微生物生长,阻断了葡萄糖发酵生成有机酸和H的过程,使晶体磷酸铁的异化还原过程被显著抑制。

点籽晶降温法快速生长大尺寸磷酸二氢钾晶体

大尺寸磷酸二氢钾(KDP)晶体在惯性约束聚变系统中主要用于制作变频及开关光学元件。在传统生长技术基础上,开展了点籽晶降温法大尺寸KDP晶体的快速生长技术研究,设计制作大型培养槽及载晶架,采用过热注种方式试验点籽晶生长,培育出尺寸50 cm×50 cm×41 cm的KDP大单晶,其(100)面生长速度稳定为15 mm/d。晶体在300～1 100 nm波段的透过光谱与常规生长的等同,影响晶体生长及光学品质的主要的金属杂质离子Fe3+,Cr3+,Al3+等含量少于10-6,晶体激光损伤基频阈值30 J/cm2,三倍频阈值达到8.6 J/cm2。

磷酸二氢钾晶体飞切过程中温度场的分布及其对切屑形貌的影响

研究了磷酸二氢钾(KDP)晶体飞切加工过程中温度场的分布,探索了切削温度对KDP晶体切削过程的影响。首先,采用热力耦合有限元分析对KDP晶体切削过程进行了仿真,获得了不同切削深度下材料内部温度场的分布。分别使用飞切机床和纳米压痕仪在不同速度下切削KDP晶体,发现不同切削速度下形成的切屑的微观形貌存在显著差异,分析指出这可能是由于在不同切削速度下切削区域温度差异导致的。最后,对低速加工过程中获得的切屑进行加热试验,并观测了不同温升条件下切屑微观形貌的变化。飞切加工仿真实验显示:当切深为200nm时,切削区域的温度达到110℃;而实际实验结果表明:当温度超过100℃时,切屑的微观形貌会发生明显变化。综合仿真及实验结果可知:在KDP晶体飞切加工过程中切削区域的温度将超过100℃,因此在对KDP晶体切削机理进行研究时,必须考虑温度对材料力学性能及其去除过程的影响。

硼磷酸盐非线性光学晶体探索

我们实验室生长了ZBP、MZBP、BBP、SBP等硼磷酸盐晶体并研究了它们的基本特性。这些晶体机械性能良好、物化性质稳定、不潮解、倍频效应与KDP(KH2 PO4 )相当。

周期极化磷酸氧钛钾晶体倍频特性实验研究

采用窄线宽皮秒1 036nm的激光单次通过周期极化磷酸氧钛钾(Periodically poled KTiOPO4:PPKTP)晶体倍频产生518nm绿光信号,通过实验分析了晶体的温度特性和功率特性。研究了不同温度下基频功率对倍频晶体的影响,以及不同基频功率下温度对倍频晶体的影响,分析了基频功率对晶体最佳匹配温度的影响。

高能磷酸钛氧钾晶体激光膀胱颈汽化术治疗女性膀胱出口梗阻

目的研究高能磷酸钛氧钾晶体(KTP)激光膀胱颈汽化术治疗女性膀胱出口梗阻的有效性和安全性。方法2004年2至12月对17例有梗阻症状的女性膀胱出口梗阻患者应用功率为80W的KTP激光行女性膀胱颈部汽化术治疗。患者年龄24～82岁。术前留置导尿管5例,余12例患者平均最大尿流率为8.3ml/s。结果本组患者的手术时间为10～20min,平均13min。术后1d拔除导尿管,所有患者排尿通畅。术后随访2～10个月,平均4.8个月;出院时最大尿流率平均为18.7ml/s,随访时为23.4ml/s。结论KTP激光膀胱颈部汽化术是一种安全、有效的治疗女性膀胱出口梗阻的微侵袭性方法。

微细磷酸锌晶体室温固相合成及其表征

叙述以ZnSO4·7H2 O和Na3 PO4·1 2H2 O为原料 ,PEG - 40 0作表面活性剂 ,室温下研磨 ,利用固相化学反应法制备磷酸锌微细晶体 ,以及用XRD和TEM进行表征的情况。

磷酸二氢钾晶体薄表面层生长动力学实时显微研究

利用光学显微镜实时观测磷酸二氢钾(KDP)晶体柱面及锥面薄表面层的生长过程,测得不同过饱和度下薄表面层前端不同倾角的非正常棱边推移速度。结果表明:倾角越小,非正常棱边推移速度越慢,薄表面生长终止于其前端的正常棱边处;随着过饱和度的增大,非正常棱边推移速度线性增加。计算得到柱面及锥面薄表面层前端非正常棱边推移动力学系数,由于Eslice(010)> Eslice(101),因而柱面薄表面层的生长动力学系数大于锥面。建立了基于非奇异面上台阶生长机制下的薄表面层生长体扩散模型。应用该模型解释了薄表面层生长速度随其厚度及前端非正常棱边倾角的变化关系,并讨论了溶液流动对薄表面层生长的影响。结果发现薄表面层生长存在一个使其以恒定厚度向前推移的临界厚度。

沸石和磷酸盐分子筛晶体的空间生长

沸石晶体是应用领域最广的分子筛材料。基于这一原因,长期以来人们几乎把“沸石”一词等同于分子筛。沸石晶体不仅可应用于催化、吸附、分离等过程,还可用于微型激光器、非线性光学材料及纳米器件等新兴领域。因此,分子筛材料的合成和晶体生长引起科学界和工业部门越来越浓厚的研究兴趣。1982年美国联合碳化物公司首次合成了新型磷酸铝分子筛,打破了分子筛由硅氧四面体和铝氧四面体组成的传统观念,此后许多AlPO4-n分子筛不断涌现。由于在地面上难以生长出较大尺度的沸石晶体,因而,自20世纪80年代以来,沸石晶体的合成已成为空间材料科学的研究热点之一。前苏联、欧洲、日本和美国已在空间完成了多次沸石和磷酸铝晶体生长试验。本文将首先介绍微重力环境对于分子筛晶体生长的有利条件。然后,简述国际上已完成的空间实验,包括:前苏联PHOTO返回卫星实验、欧洲和日本CASIMIR飞行实验、欧洲EURECA空间飞行平台实验、美国STS航天飞机实验、国际空间站(ISS)实验。最后综述空间实验的主要研究结果。

五磷酸镨晶体中缺陷的X形貌研究

首次报导了五磷酸镨晶体中缺陷的Ｘ形貌研究结果．这些缺陷是铁弹畴、反相畴界、生长层和生长区界面。

用于连续激光器的磷酸钛氧钾晶体的制备和性能

采用掺杂生长了一系列用于大功率ＬＤ泵浦连续激光器倍频的磷酸钛氧钾（ＫＴｉＯＰＯ４， ＫＴＰ）；如：Ｎｂ：ＫＴＰ、Ｎａ：ＫＴＰ、Ｃｅ：ＫＴＰ及Ｒｂ：ＫＴＰ、Ｃｓ：ＫＴＰ等，虽然其中一些具有比 普通ＫＴＰ晶体高的效率和抗光损伤阈值，并在４％Ｎｂ：ＫＴＰ中实现了ＮＣＰＭ，但是在大部分掺杂晶 体中生长条纹、包裹体等均较严重，影响了晶体的均匀性，不适于大功率连续激光器应用，为提高ＫＴＰ 晶体均匀性和抗光损伤阈值，采用特制原料和改进工艺生长了优质ＫＴＰ晶体，可用于大功率ＬＤ泵浦的 Ｎｄ：ＹＶＯ４连续激光器倍频，最大的连续绿光输出功率达到 ５Ｗ。

二磷酸钕钾晶体的生长与光谱

Ｋ３Ｎｄ（ＰＯ４）２晶体是一种高稀土浓度的激光晶体．本文报道从ＫＦ－ＫＣｌ体系中采用助熔剂法培养出Ｋ３Ｎｄ（ＰＯ４）２晶体．该晶体呈淡紫红色，属单斜晶系，Ｐ２_１／ｍ空间群，晶胞参数为ａ＝９．５３４ ，ｂ＝５．６２９ ，ｃ＝７．４４３ ，β＝９０．９６°．测定了晶体室温下的吸收光谱、荧光光谱、激发光谱和红外光谱．

经尿道大功率磷酸钛氧钾晶体激光治疗良性前列腺增生症疗效观察

目的探讨经尿道大功率磷酸钛氧钾晶体(绿激光)激光术(PVP)治疗良性前列腺增生症(BPH)的有效性和安全性。方法将180例BPH患者按治疗方法的不同分为PVP组与经尿道前列腺等离子切除术(TUPKRP)组,各90例。对两组患者手术时间、术中出血量、术后冲洗时间、术后导尿管留置时间、术后并发症发生率、拔管后24h最大尿流率(Qmax),术后3个月IPSS、QOL、Qmax等进行比较。结果两组手术时间、术中出血、膀胱冲洗时间、留置导尿时间、术后刺激症发生率及手术并发症率差异均有统计学意义(均<0.05),两组拔管后24 h Qmax、术后3个月IPSS、QOL及Qmax差异均无统计学意义(均>0.05)。结论 PVP手术在实际临床应用过程中能达到与TUPKRP相同治疗效果,并比TUPKRP更少出现并发症以及更短的留置导尿管时间。