强激光与粒子束, 2006, 18 (4): 583, 网络出版: 2006-10-19   

用第一性原理研究K空位对 KDP晶体激光损伤的影响

First-principle studies of the effects of K vacancy in KDP crystals upon laser-induced damage
作者单位
山东大学,晶体材料国家重点实验室,济南,250100
摘要
用基于密度泛函理论及超软赝势的第一性原理研究了KH2PO4(KDP)晶体中K空位的电子结构、形成能及驰豫构型.讨论了K空位形成后电荷密度的重新分布、相应的电子态密度和能带结构等性质.计算得到中性K空位的形成能为6.5 eV, 远小于间隙K原子点缺陷形成能13.07 eV.K空位的存在使晶胞体积增大, 分别沿结晶学轴a方向增大近0.8%,b方向增大近0.87%,c方向增大近1.2%,同时使与之配位的8个氧原子发生较大位移,使这8个氧形成的空腔体积增大近3.2%.空腔体积的增大不仅促进了各种点缺陷的扩散迁移,而且有利于其它杂质原子的填隙.K原子迁移率的增大会引起离子电导率的增大,因而会降低KDP的激光损伤阈值,因此从这个方面讲,K空位的存在是不利的.但是如果能从实验上(如热退火)利用K空位所造成的扩散通道排出或改善缺陷结构,则可提高KDP晶体的光学质量.
Abstract
参考文献

[1] 王坤鹏,张建秀,房昌水,等.KDP晶体本征中性点缺陷的第一性研究[J].强激光与粒子束,2005,17(10):1523-1526.(Wang K P,Zhang J X,Fang C S,et al.Research on the neutral native point defects in KDP crystals asing first-principles theory.High Power Laser and Particle Beams,2005,17(10):1523-1526)

[2] Smith W L.KDP and ADP transmission in the vacuum ultraviolet[J].Appl Opt,1977,16(7):1798-1806.

[3] Marshall C D,Payne S A,Henesian M A,et al.Ultraviolet-induced transient absorption in potassium dihydrogen phosphate and its influence on frequency conversion[J].J Opt Soc Am B,1994,11(5):774-785.

[4] Bryushinin M A,Dubrovskii G B,Petrov A A,et al.Nonstationary photovoltage induced in tin disulfide crystals under strong surface excitation[J].Phys Solid State,2002,44(7):1254-1256

[5] Hughes W E,Moulton W G.Electron spin resonance of irradiated KDP and DKDP[J].J Chem Phys,1963,39:1359-1363.

[6] Tsuchida K,Abe R,Naito M.Electron spin resonance of γ-irradiated KH2PO4[J].J Phys Soc Jpn,1973,35:806-809.

[7] 庄欣欣,谭奇光,林翔,等.KDP晶体的杂质与光学性能分析[J].强激光与粒子束,2001,13(4):389-392.(Zhuang X X,Tan Q G,Lin X,et al.Impurities analysis and optical properities of KDP crystals.High Power Laser and Particle Beams,2001,13(4):389-392)

[8] Stumpf R,Gonze X,Scheffler M.A list of separable,normconserving,ab initio pseudopotentials[R].Fritz-Haber-Institut Research Report,1990.

[9] Payne M C,Teter M P,Allan D C,et al.Ab initio total energy calculations-molecular dynamics and conjugate gradients[J].Rev Mod Phys,1992,64:1045-1097.

[10] Zhang Q,Chen F,Kioussis N.Ab initio study of the electronic and structural properties of the ferroelectric transition in KH2PO4[J].Phy Rev B,2001,65:024108-024118.

[11] Kresse G,Furthmuller J.Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set[J].Phys Rev B Condens Matter,1996,54(16):11169-11186.

[12] Davis J E,Hughes R S,Lee H W H.Investigation of optically generated transient electronic defects and protonic transport in hydrogen-bonded molecular solids Isomorphs of potassium dihydrogen phosphate[J].Chem Phys Lett,1993,207(4-6):540-545.

王坤鹏, 张建秀, 房昌水, 于文涛, 王圣来, 顾庆天, 孙洵. 用第一性原理研究K空位对 KDP晶体激光损伤的影响[J]. 强激光与粒子束, 2006, 18(4): 583. 王坤鹏, 张建秀, 房昌水, 于文涛, 王圣来, 顾庆天, 孙洵. First-principle studies of the effects of K vacancy in KDP crystals upon laser-induced damage[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2006, 18(4): 583.

本文已被 1 篇论文引用
被引统计数据来源于中国光学期刊网
引用该论文: TXT   |   EndNote

相关论文

加载中...

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!