高压与掺杂对KDP晶体能带结构的影响

人工晶体学报, 2013, 42(4): 587-592.

高压与掺杂对KDP晶体能带结构的影响

周广刚 ^1, , 卢贵武 ^2, , 吴冲 ^3, , 张鹏 ^4, , 王双喜 ^5, , 邱贝贝 ^6,

1.中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室,北京102249

2.中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室,北京102249

3.中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室,北京102249

4.中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室,北京102249

5.中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室,北京102249

6.中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室,北京102249

基金项目: 国家自然科学基金(11175257) 中国石油大学(北京)基本科研基金

关键词：高压 , 掺杂 , 带隙 , 热导率

Influence of High-pressure and Doping on the Band Structure of KDP Crystal

构建了高压条件下KDP晶体的原子结构模型和掺杂有Li+、Na+、Rb+、Cs+、Be2、Mg2+、Ca2+、Cr3+、Co2+、Cu2+、Al3+、La3+等12种阳离子的KDP晶体超级原胞结构模型,采用第一性原理计算了高压下的KDP晶体的能带结构和态密度,研究了替位式掺杂的形成能以及不同掺杂离子对电子结构的影响.结果表明:KDP晶体的带隙宽度随着压强的增加呈线性增长趋势；Co2+、Cu2+、La3+等重金属离子具有较低的掺杂形成能而易于形成替位式掺杂；碱金属离子掺杂后其带隙比二价离子和三价离子替位掺杂情形大得多,且随原子序数增大而增大.文章还依据能带理论构建了材料的电导率和热导率与带隙的关联式,分析讨论了高压和掺杂对KDP晶体热导率和激光损伤的影响.

参考文献

[1]	Zaitseva NP.;Bogatyreva SV.;Rashkovich LN. .STABILITY OF KH2PO4 AND K(H,D)(2)PO4 SOLUTIONS AT FAST CRYSTAL GROWTH RATES[J].Journal of Crystal Growth,1995(3):276-282.
[2]	Norman TJ;Zaug JM;Carr CW .High-pressure decomposition of DKDP[J].Chemistry of Materials: A Publication of the American Chemistry Society,2006(13):3074-3077.
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[4]	卢永强,王圣来,许心光,孙洵,顾庆天,牟晓明,刘冰.Al3+掺杂对KDP晶体生长习性的影响[J].硅酸盐通报,2009(04):631-635.
[5]	丁建旭,刘冰,王圣来,牟晓明,顾庆天,许心光,孙洵,孙云,刘文洁,刘光霞,朱胜军.Cr3+掺杂对快速生长KDP晶体的生长习性和光学性能的影响[J].无机材料学报,2011(04):354-358.
[6]	梁晓亮,王波,孙洵,顾庆天,丁建旭,许心光.Na+对KDP晶体生长的影响[J].人工晶体学报,2010(03):628-632,643.

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