《KDP晶體電鏡表征新技術與缺陷微結構機制研究》是依託復旦大學，由曹惠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：KDP晶體電鏡表征新技術與缺陷微結構機制研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曹惠
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
晶體中的缺陷和雜質是晶體發生損傷的因素，將嚴重影響KDP晶體的質量與倍頻能力。在原子層次深入理解KDP晶體缺陷和雜質的超微觀結構，研究KDP晶體微觀缺陷對雷射在晶體中傳輸能力的影響，這是本領域目前亟需解決的問題。本課題以闡明KDP晶體中存在的缺陷為研究亮點，以避免電子束輻照損傷KDP晶體為前提，發展一套對KDP晶體缺陷有效的新穎表征技術，綜合利用並最佳化基於透射電子顯微學的各類先進技術（電子能量損失譜、電子全息，高角環型暗場像、電子衍射和衍襯成像技術）、“掃描電鏡—背散射電子衍射”聯用技術、“納米壓痕—原子力顯微鏡”聯用技術、雷射拉曼及雷射共聚焦等技術，在原子層次解析晶體缺陷的超微觀結構對KDP晶體倍頻能力及抗雷射損傷閾值的影響，最佳化KDP晶體微結構與倍頻能力的關係，建立KDP晶體缺陷的超微觀結構與改善KDP晶體雷射器件功能的結構關聯的物理模型。
結題摘要
晶體中的缺陷和雜質是晶體發生損傷的因素，將嚴重影響KDP晶體的質量與倍頻能力。在原子層次深入理解KDP晶體缺陷和雜質的超微觀結構，研究KDP晶體微觀缺陷對雷射在晶體中傳輸能力的影響，這是本領域目前亟需解決的問題。本課題以闡明KDP晶體中存在的缺陷為研究亮點，以避免電子束輻照損傷KDP晶體為前提，發展一套對KDP晶體缺陷有效的新穎表征技術。 我們對KDP晶體結構在雷射輻照下的穩定性進行了研究，雷射波長對析出物的形貌有很大的影響。在0.103、355和 789 nm三種波長的雷射輻照作用下，KDP晶體表面分別出現了形狀不規則的析出顆粒、細長的稜柱形析出顆粒和準等軸的析出顆粒。我們首次利用低溫(-190°C)冷凍透射電鏡，準確地確定KDP晶體經雷射輻照後析出物的微觀結構。低溫TEM結果表明，所有的析出相都具有原始KDP晶格。我們的研究對理解KDP在雷射輻照下的行為可以提供新的思路。 異質結晶體生長是近來的研究熱點。不同的襯底及晶格失配對晶體生長有一定的約束作用。以KT晶體為籽晶，採用溶液法，我們成功地製備了具有特定方向的層狀結構KDP/KT異質結複合晶體。利用透射電子顯微鏡首次確定了KDP/KT複合晶體的結構，從晶體結構分析可知，KT和KDP兩種晶體的失配度高達30.15%，導致摻雜生長模式，KT晶體摻雜到了KDP晶體中，同時發現KDP晶體的形貌依賴於KT晶體籽晶。採用溶液法，我們成功地製備了KDP/LBO複合晶體。當KDP過飽和溶液pH為3.5時，隨著生長時間的增加，KDP/LBO複合晶體的柱狀結構排列整齊且緻密；當晶體生長時間固定時，KDP/LBO複合晶體的形貌依賴於KDP過飽和溶液的pH值。我們提供了一種簡單的製備KDP/KT及KDP/LBO異質結晶體的方法，為複合非線性光學晶體的套用提供一定的思路。
