不同荷电态替位缺陷S_p对磷酸二氢钾激光损伤的影响

• 作者: 王坤鹏 闫石
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 光学材料 晶体缺陷 激光损伤 第一性原理计算
• 年，卷（期）: 2011,（9）
• 页码范围: 602-606
• 分类号: O484
• 语种: 中文

摘要

采用第一性原理方法计算了KH2PO4（KDP）晶体中各种荷电态的硫取代磷替位缺陷（SP）的几何驰豫构型及电子结构.讨论了该缺陷形成后电荷密度的重新分布、相应的电子态密度、能带结构等性质.主要结果为：虽然中性态、±1以及＋2荷电态的Sp替位缺陷并没有在带隙中形成占据态,但它们削弱了SO4基团与周围原子的结合力,从而形成相对孤立的SO4基团,相对于无缺陷晶体而言,这种局域松散的结构有利于杂质原子的填隙,因而会间接地影响该材料的抗激光损伤能力.-2荷电态的Sp替位缺陷则在带隙中形成能够容纳4个电子的未占据态,使KDP晶体的带隙大大降低,提高了光吸收能力,降低了激光损伤阈值,同时该荷电态导致SO4四面体畸变严重,甚至使得周围的两个O—H键断裂,从而造成微结构的几何损伤.以上结果清楚地阐明了硫酸根影响KDP激光损伤阈值的微观物理背景.