六方密堆晶体中填隙原子的有序结构

许多金属晶体呈六方密堆结构。当这类金属与其它原子较小的非金属元素形成化合物时,金属子晶格可保持六方密堆结构,非金属原子则占据填隙位置。实验上发现,随组分的不同非金属原子形成不同的有序结构,并且在一定温度下发生有序-无序相变。这对于材料的性能有重要影响。因此,研究非金属原子的基态位形对这类材料的设计具有重要意义。     

四方晶系Nd:YLF晶体的热效应

工作物质的热效应是固体激光器的一个重要研究课题。空间群为4_1/α的四方晶系Nd:YLiF_4(Nd:YLF)是一种优良的激光晶体,文献[1]报道了输出功率达40W的TEM_(00)模Nd:YLF连续激光器,但迄今还没见到四方晶系激光晶体热效应的研究报道。本简报首次从理论上给出了四方晶系沿α轴方向生长的Nd:YLF晶体灯泵过程热效应的计算结果。 类似于国内外灯泵固体激光器的情况,假设灯泵过程激光棒是一根内部均匀发热的无限长细圆柱棒,棒中产生的热量由流经棒侧壁的冷却液带走,忽略棒的端面效应可认为棒轴方向温度保持不变,热平衡后,沿α轴方向生长的Nd:YLF棒的温度由热导方程     

模板法制备水凝胶微粒三维有序结构

以聚合物有序孔为模板, 制备异丙基丙烯酰胺/丙烯酸共聚物凝胶微粒的三维有序排列结构. 重点考察了其pH响应特性, 揭示其在可调光子晶体方面具有潜在的应用. 以有序凝胶为模板通过二氧化钛的溶胶凝胶过程, 制备了单分散二氧化钛微球三维有序排列结构, 并研究了其形成机理.     

液体基底表面金属薄膜的特殊力学性能及复杂有序结构

利用真空热蒸发方法在液体(硅油)基底表面制备了铝、铁等多种具有自由支撑边界条件的金属薄膜系统, 研究了其特殊的力学性能及由此引起的复杂表面有序结构. 实验结果表明, 此类薄膜中存在自边界向内部区域呈不断衰减的压应力场, 导致裂纹在薄膜边界处凝聚产生并逐渐往薄膜纵深区域延伸. 由于固体薄膜和液体基底之间的切向作用能几乎为零, 金属薄膜可较自由地在硅油表面作整体滑移运动. 伴随着压应力的不断释放, 裂开后的薄膜片之间发生碰撞挤压并逐渐相互穿插叠加, 最终形成具有反对称特征的带状有序结构. 基于此类薄膜系统特殊的力学行为, 对有序结构的形貌特征和生长机理进行了详细的分析讨论.     

四元合金 A_x~ⅢB_y~ⅢC_(1-x-y)~ⅢD~v 的有序结构

随着分子束外延(Molecular-beam epitaxy,MBE)、金属有机化学汽相沉积(Metal-organic chemical vapor deposition,MOCVD)和有机金属汽相外延(Organometallic vaporphase epitaxy,OMVPE)等生长技术的出现,大量新型半导体合金和超晶格材料被制成。近年来出现的Ⅲ-V族四元合金因其独特的性能引起了人们广泛的重视。它们作为光电器件的基础材料已得到越来越多的应用。例如,利用In_0.5(Al_xGa_(1-x))_0.5P合金的宽带隙和形成双异质结构的性能,可制成短波长激光器和发光二极管;用GaInAs/AlGaInAs制成量子阱激     

同轴光子晶体中异常群速度现象

研究了同轴准一维光子晶体中光子带隙和光子晶体缺陷态的电磁波群速度. 实验结果表明, 在准一维光子晶体中, 存在群速度超光速现象; 在光子晶体缺陷态, 缺陷的色散可导致极慢的群速度, 呈现“慢波”. 传输线等效模型和传输矩阵模拟分析也表明, 同轴准一维光子晶体在禁带频域, 存在群速度超光速现象; 在同轴光子晶体中引入缺陷后, 缺陷的色散可导致极慢的群速度, 模拟计算结果与实验结果很好吻合.也表明     

碱金属叠氮盐晶体的密度泛函理论

对Li,Na和K叠氮盐晶体进行DFT-B3LYP计算研究,求得其能带和电子结构,探讨了结构-性能关系.从带隙约为0.23～0.25（a.u.）和前沿能带较平伏推知碱金属叠氮盐晶体为绝缘体.原子间重叠布居和电荷密度分析表明,碱金属离子与叠氮离子以典型离子键相结合.经基组叠加误差（BSSE）校正求得LiN3,α-NaN3和 KN3的晶格能分别为-852.30,-771.45和-614.78kJ·mol-1,与文献值相近.晶体前沿轨道主要由叠氮根端位氮原子轨道组成,金属离子对LUMO贡献极小;电子由HOMO向LUMO跃迁难于进行,根据“最易跃迁原理”可预测碱金属叠氮盐均较钝感.     

极性晶体的生长习性

采用配位多面体生长习性法则研究了极性晶体ZnO ,ZnS和SiO2 的理论生长习性 .发现其正负极轴方向的生长速度不同 .ZnO晶体的理论习性为六方柱状 ,各晶面的生长速度为 :V〈0 0 0 1〉>V〈0 111〉>V〈0 110〉>V〈0 111〉>V〈0 0 0 1〉;ZnS晶体的理论习性为四面体 ,各晶面的生长速度为 :V〈111〉>V〈0 0 1〉=V〈10 0〉=V〈0 10〉>V〈111〉;SiO2 晶体的正负极轴方向的生长速度为V〈112 0〉>V〈112 0〉.此结果与在水热条件下观察到的生长习性符合得相当好 .而PBC理论不能解释正负极轴方向生长速度的差异 .     

丁二酸改性二氧化硅胶体球的制备及其胶体晶体的组装

采用Stöber法在乙醇介质中合成二氧化硅(SiO₂)胶体球. 为提高SiO₂胶体球的表面电荷密度, 将丁二酸化学键合于SiO₂胶体球表面. 扫描电子显微镜(SEM)结果表明样品平均粒径为473 nm, 单分散性较高、平均标准偏差小于5%; 傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)结果证明丁二酸一端的羧基与SiO₂胶体球表面的羟基发生了酯化反应; Zeta电位和标准氢氧化钠滴定测试结果显示, 经表面改性后, SiO₂胶体球在水溶液中的Zeta电位从-53.72 mV提高到-67.46 mV, 表面电荷密度从0.19 μC/cm²提高到0.94 μC/cm². 通过垂直沉积法在水溶液中制备出有序性较好的密排结构的SiO₂胶体晶体. 在SEM下, 观察到这种胶体晶体是面心立方(fcc)密排结构. 透射光谱表明, 所制备的胶体晶体在(111)方向具有光子晶体的带隙性质.     

人工晶体的发展

自然界的(矿物)晶体以其美丽、规则的外形,早已引起人们注意.15万年前我们祖先用的工具即为石英晶体.我国周代有"他山之石,可以攻玉"之说,此"他山之石",实际指的是一些硬度高于玉,可用来琢玉的矿物晶体,其中也包括金刚石.利用某些天然矿物瑰丽的色彩特性又可制作饰物,天然宝石实际上就是符合工艺美术要求的稀有矿物单晶体.     

掺杂LiNbO_3晶体非简并四波混频及其温度增强效应

利用非简并四波混频,可以产生一束频率与原信号光不同的相位共轭波,可用于图象转换和彩色相位共轭领域.本文在掺杂0.10mol%Eu_2O_3和0.05mol?_2O_3的Eu:Fe:LiNbO_3晶体中,利用波长为488.0nm的蓝色Ar~ 激光和波长为632.8nm的红色He-Ne激光,实现了非简并四波混频.实验光路如图1所示,红光提供一束泵     

晶体的规则外貌是怎么形成的

正认识非传统的晶体生长路径将给予我们更多的自由度来实现晶体形态控制,也有助于对于许多天然矿物形成机制的理解。晶体常常具有规则的外形,比如钻石具有八面体或菱形十二面体,天然水晶常具有六棱柱状等等,反映出晶体的结构对称性。地质学家通过观察晶体外貌便可以猜测晶体的结构相。这些多面体外貌的形成原理,是一个初具晶体生长知识的中学生都可以轻易回答的。     

奇异的矿物晶体外形

一个朋友到笔者的办公室,看见桌上摆放的一块晶形完好的石英晶体(图1),不解地发问:你为什么把这块石头磨成这个样子啊?其实,所有矿物晶体都有一定的几何多面体外形,这是矿物学中一条最基本的原理。不同矿物的外形各异,不乏精彩纷呈、使人流连忘返者,观赏这些五颜六色矿物晶体的外形,我们会在为大自然的鬼斧神工感叹之余,也得     

光子晶体的制备与应用研究

光子晶体以其特殊的周期结构和可以对光子传播进行调控的特性被称为“光半导体”,被认为是未来光子工业的材料基础。光子晶体的制备和光学特性研究受到高度关注,并在各类光学器件、光导纤维通讯和光子计算等领域呈现广阔的应用前景。本文综述了光子晶体制备和应用研究方面近年来的主要进展。     

二维光子晶体线缺陷波导慢光抽运增强光参量增益

推导了非线性光子晶体线缺陷波导中抽运光群速度与光参量放大增益的理论模 型. 理论结果表明, 慢光抽运可以增强光参量放大效应. 为获得相同的增益, 当波导长度不变时, 慢光波导所需的抽运光功率可以减少为普通波导的(v_gn/c)²; 当抽运光功率不变时, 慢光波导所需的长度可以减少为普通波导的(v_gn/c)², 其中n为普通波导的材料折射率, v_g为慢光波导的群速度, c为真空中的光速. 数值计算结果验证了我们的理论预测.     

控制光子流动的晶体:光子晶体

二十世纪五十年代开始的以半导体为代表的电子带隙材料导致了微电子革命 ,其核心就在于采用这种能够操纵电子流动的电子带隙材料。我们所处的时代从某种意义上说是半导体时代 ,半导体的出现带来了从日常生活到高科技革命性的影响 :大规模集成电路、计算机、信息高速公路等等这些甚至连小学生都耳熟能详的东西都是由半导体带来的。几乎所有的半导体器体都是围绕如何利用和控制电子的运动 ,电子在其中起到决定作用。但集成的极限在可以看到的将来会出现 ,这是由电子的特性所决定的。而光子有着电子所没有的优势 :速度更快 ,没有相互作用。图为…