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乙二酸掺杂对KDP晶体光学和热学性质的影响
1
作者 周广刚 文歆艾 +6 位作者 毛彩菊 陈文轩 王晓春 陈松昊 周湘雨 张万松 吴冲 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第11期1916-1922,共7页
本文将不同浓度的乙二酸加入到磷酸二氢钾水溶液,通过“点籽晶”快速生长技术成功制备了乙二酸掺杂的KDP晶体。对于0%~2%(摩尔分数)掺杂浓度范围内得到的乙二酸掺杂KDP样品,粉末X射线衍射(PXRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析表明乙... 本文将不同浓度的乙二酸加入到磷酸二氢钾水溶液,通过“点籽晶”快速生长技术成功制备了乙二酸掺杂的KDP晶体。对于0%~2%(摩尔分数)掺杂浓度范围内得到的乙二酸掺杂KDP样品,粉末X射线衍射(PXRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析表明乙二酸分子已成功地掺入KDP晶体中,晶体结构没有显著影响,晶体样品保持了良好的结晶度。为了探究乙二酸掺杂对晶体光学和热学性能的影响,采用紫外可见近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计和差示扫描量热仪(DSC)测量了样品的光学透过率和热学稳定性,结果表明当掺入低浓度的乙二酸后晶体的透过率有明显提高,当掺杂浓度为1%时光学透过率达到最优值,而掺杂过高浓度的乙二酸时光学透过率有所下降。DSC结果表明在一定的掺杂浓度范围内晶体的热稳定性有所提高。 展开更多
关键词 乙二酸 KDP晶体 掺杂 点籽晶 光学透过率 热稳定性
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Look and Say分形结构光子晶体的无序性分析
2
作者 高亮 孙洁 +1 位作者 杜桂强 张若朋 《实验室科学》 2025年第4期61-68,共8页
针对一维光子晶体制备过程中无序效应的引入问题,基于Look and Say数列与一维光子晶体结构构造了一种一维Look and Say序列分形结构光子晶体,仿真实现了在介质折射率与介质层厚度中引入适当无序效应对该种晶体反射图谱的影响分析。仿真... 针对一维光子晶体制备过程中无序效应的引入问题,基于Look and Say数列与一维光子晶体结构构造了一种一维Look and Say序列分形结构光子晶体,仿真实现了在介质折射率与介质层厚度中引入适当无序效应对该种晶体反射图谱的影响分析。仿真表明:在介质折射率中引入适当高度无序效应、在介质层厚度中引入适当低度无序效应可以使得该种晶体的反射图谱获得较宽的高反射率频带,为部分光学器件反射性能的提高提供了参考依据。所提出分形光子晶体的反射和透射特性调控方法应用于实验教学后,可使学生更直观地理解复杂的理论知识,有效提升学生的动手操作能力、数据分析能力和解决实际工程问题的能力。 展开更多
关键词 一维光子晶体 Look and Say分形结构 传输矩阵法 无序度
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三维光子晶体的动态色彩响应机制及应用进展 被引量：1
3
作者 田丰 李华腾 +1 位作者 赵国伟 汪长春 《化学学报》 北大核心 2025年第1期72-86,共15页
三维(3D)光子晶体(Photonic Crystals,PCs)因其独特的结构和动态色彩,在智能显示、传感、防伪、信息加密、软体机器人和柔性电子等领域展现出广阔的应用前景.这类材料能够在外界刺激(如温度、pH、湿度、机械力等)下改变自身材料的有序... 三维(3D)光子晶体(Photonic Crystals,PCs)因其独特的结构和动态色彩,在智能显示、传感、防伪、信息加密、软体机器人和柔性电子等领域展现出广阔的应用前景.这类材料能够在外界刺激(如温度、pH、湿度、机械力等)下改变自身材料的有序度、有效折光指数(neff)和晶面间距(d),从而产生可逆的动态响应,改变自身的色彩.这种颜色变化非常稳定且不会被光漂白,展现出传统染料和颜料无法比拟的优势.近年来,随着胶体粒子“自下而上”组装方法的迅速发展,极大推动了动态响应型三维光子晶体的研究和应用.本文综述了三维光子晶体在动态变色领域的基础和相关应用的最新进展,系统总结了三维光子晶体结构色材料的颜色动态调控机制,并展示了这类材料在特定领域中的典型应用.最后,本综述对动态三维光子晶体的发展前景进行了展望,旨在促进此类材料的进一步研究与应用. 展开更多
关键词 三维光子晶体 胶体粒子 结构色 动态响应 可视化
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掺镱混晶的光谱增益带宽调控与激光性能研究
4
作者 林可 张雅馨 +10 位作者 吴闻杰 李琳 林长浪 曾黄军 聂海宇 李志强 张戈 李真 张沛雄 陈玮冬 陈振强 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1849-1857,共9页
超短脉冲激光因在精密加工、生物医学等领域广泛的应用而备受关注,其发展高度依赖于具有宽带增益光谱的激光增益介质。相比激光玻璃,掺稀土离子的无序激光晶体兼具宽带增益光谱与优异的稳定性,是产生超短脉冲激光的理想增益介质。然而,... 超短脉冲激光因在精密加工、生物医学等领域广泛的应用而备受关注,其发展高度依赖于具有宽带增益光谱的激光增益介质。相比激光玻璃,掺稀土离子的无序激光晶体兼具宽带增益光谱与优异的稳定性,是产生超短脉冲激光的理想增益介质。然而,混晶组分、晶体结构及其对发射带宽及中心配体对称性间的构效关系仍缺乏系统认知。本文对多个掺镱混晶体系,包括Yb∶Y_(2)(Ca,Mg)^(3)(SiO_(4))_(3)、Yb∶Ca(Y,Gd)AlO_(4)(Yb∶CALYGO)及Yb∶(Gd,Y)AlO_(3)(Yb∶GYAP),开展了系统分析,揭示了混晶组分比例、结构无序度与Yb^(3+)增益带宽之间的内在规律。在此理论指导下,成功生长了Yb∶CALYGO和Yb∶GYAP单晶,并分别实现了25和23 fs的超短脉冲激光输出。本研究为超快无序激光晶体的理性设计与其在超快激光应用中的性能优化提供了关键理论支撑和有效实现途径。 展开更多
关键词 超短脉冲激光 第一性原理计算 结构发光关系 Yb^(3+)掺杂 无序激光晶体
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4英寸高质量GaN单晶衬底制备
5
作者 齐占国 王守志 +11 位作者 李秋波 王忠新 邵慧慧 刘磊 王国栋 孙德福 于汇东 蒋铠泽 张爽 陈秀芳 徐现刚 张雷 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第4期717-720,共4页
本研究结合多孔衬底技术和应力调控策略,成功突破异质外延GaN单晶生长中的位错延伸与应力控制难题,制备出直径4英寸(1英寸=2.54 cm)的高质量GaN单晶。经切割、倒角、研磨及化学机械抛光等加工后,获得厚度500μm的无损伤、超光滑4英寸自... 本研究结合多孔衬底技术和应力调控策略,成功突破异质外延GaN单晶生长中的位错延伸与应力控制难题,制备出直径4英寸(1英寸=2.54 cm)的高质量GaN单晶。经切割、倒角、研磨及化学机械抛光等加工后,获得厚度500μm的无损伤、超光滑4英寸自支撑GaN单晶衬底。该衬底兼具优异的结晶质量与出色的力学稳定性,表面无裂纹,应力分布均匀;阴极荧光光谱(CL)表征位错密度为9.6×10^(5)cm^(-2),高分辨X射线衍射(HRXRD)(002)面摇摆曲线半峰全宽低至57.91″;原子力显微镜(AFM)测得表面粗糙度Ra<0.2 nm,呈现原子级平整表面。制备的衬底开盒即用,能够满足蓝绿激光器及电力电子器件的需求。 展开更多
关键词 GaN单晶衬底 4英寸 氢化物气相外延 晶体生长 晶体加工
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基于拓扑光子晶体的硅光电倍增管探测效率优化
6
作者 郭超前 张国青 +9 位作者 #张昊童 吴云 王军 杨延飞 刘露 刘丽娜 李连碧 韩小祥 李泽斌 韩超 《物理学报》 北大核心 2025年第22期254-264,共11页
硅光电倍增管(SiPM)在微弱光探测领域已获得广泛应用.然而基于小尺寸G-APD单元的SiPM存在有效几何填充因子(GFF)受限问题,使其光子探测效率(PDE)相对较低.此外,受硅材料本征特性制约,其在近红外波段的PDE亦相对不足.针对上述问题,本文... 硅光电倍增管(SiPM)在微弱光探测领域已获得广泛应用.然而基于小尺寸G-APD单元的SiPM存在有效几何填充因子(GFF)受限问题,使其光子探测效率(PDE)相对较低.此外,受硅材料本征特性制约,其在近红外波段的PDE亦相对不足.针对上述问题,本文提出一种基于拓扑光子晶体(TPC)的分区域光场调控方案,旨在不改变SiPM内部结构的前提下提升其PDE.通过COMSOL电磁波频域仿真,揭示了死区拓扑边缘态引导、光敏区慢光效应及布拉格散射的多波段协同机制:在460-700 nm波段,死区蜂窝晶格通过Floquet周期性分析诱导拓扑边缘态,同时利用晶格周期性介电分布激发布拉格散射,减少光子在金属表面的反射损耗,将光子精准耦合至光敏区,其在621 nm处的有效GFF从46.4%提升至63.1%;在700-1100 nm波段,除布拉格散射减少反射损耗外,所设计的周期性硅柱结构可通过慢光效应有效延长光子横向传播路径,进而提升与光敏区耦合概率,其在900 nm处的吸收效率由41.19%显著提升至55.94%.仿真结果表明,该设计方案使SiPM在460-1100 nm波段PDE平均提升50%(峰值达81%),可以通过主流的刻蚀工艺(电子束光刻+反应离子刻蚀)实现.与传统微透镜及等离激元结构相比,TPC在宽光谱响应与工艺简化方面具有显著优势.本研究为SiPM的光子回收与PDE增强提供了拓扑光子学新路径. 展开更多
关键词 硅光电倍增管 光子探测效率 拓扑光子晶体 慢光效应
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Yb^(3+)掺杂Ca(Y,Gd)AlO_(4)混晶的生长、光谱和激光性能研究
7
作者 吴闻杰 谭俊成 +4 位作者 张雅馨 李真 吕启涛 张沛雄 陈振强 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1780-1786,共7页
结构无序晶体因局域环境多样性导致的非均匀光谱展宽特性受到广泛关注,有望在超快激光领域获得应用。本文采用提拉法生长了Yb^(3+)掺杂浓度为10%(原子数分数)的Yb∶CaY_(0.8)Gd_(0.2)AlO_(4)(CYGA)晶体,研究了Yb∶CYGA晶体的偏振光学性... 结构无序晶体因局域环境多样性导致的非均匀光谱展宽特性受到广泛关注,有望在超快激光领域获得应用。本文采用提拉法生长了Yb^(3+)掺杂浓度为10%(原子数分数)的Yb∶CaY_(0.8)Gd_(0.2)AlO_(4)(CYGA)晶体,研究了Yb∶CYGA晶体的偏振光学性能及激光特性,测试了室温下晶体样品的偏振吸收光谱,以及偏振发射光谱和荧光衰减曲线。由于CYGA混晶的强无序性,Yb∶CYGA晶体光谱得到了非均匀展宽,在π偏振方向上吸收光谱半峰全宽达到25.0 nm并且发射光谱半峰全宽达到92.2 nm,同时也在10%(原子数分数)的高掺杂浓度时荧光寿命长达1.04 ms。在短腔及V腔中均实现了~1.05μm的连续稳定激光输出。其中,短腔中最大激光输出功率为4.400 W,而在V腔中利用双折射滤光片(BF)实现了调谐范围为23 nm的可调谐激光输出。 展开更多
关键词 Yb∶CYGA 提拉法 混晶 结构无序晶体 光谱性能 激光晶体 光谱展宽
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Nd∶GdScO_(3)晶体多波长激光性能研究
8
作者 林文芳 黄从晖 +5 位作者 房倩楠 张宇航 李善明 陶斯亮 赵呈春 杭寅 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1740-1747,共8页
Nd∶GdScO_(3)晶体是一种新型激光材料,其非均匀展宽光谱特性有利于实现新波长跃迁。实验采用提拉法生长了钕掺杂浓度为0.66%(原子数分数)的Nd∶GdScO_(3)晶体,以未镀膜的b切晶体结合石英双折射片(QBP),在V型折叠腔结构中首次实现了1和1... Nd∶GdScO_(3)晶体是一种新型激光材料,其非均匀展宽光谱特性有利于实现新波长跃迁。实验采用提拉法生长了钕掺杂浓度为0.66%(原子数分数)的Nd∶GdScO_(3)晶体,以未镀膜的b切晶体结合石英双折射片(QBP),在V型折叠腔结构中首次实现了1和1.3µm波段的多波长激光输出。1µm波段,在1085.0、1071.4和1092.6 nm处分别实现了5.3、3.5和2.3 W连续激光输出,斜率效率分别为61.0%、45.0%和30.0%;1.3µm波段实现了双波长连续激光输出,输出功率1.25 W,斜率效率39.0%,波长分别为1353.6和1375.3 nm。在1375.3 nm处还获得了调谐范围为4.0 nm的可调谐激光。研究结果表明,Nd∶GdScO_(3)是一种具有非均匀展宽光谱的新型激光晶体,可以扩展钕离子的激光波长范围。 展开更多
关键词 Nd∶GdScO_(3) 激光晶体 非均匀展宽光谱 1µm激光 1.3µm激光 多波长激光
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Li_(2)MoO_(4)晶体的坩埚下降法生长及其发光性能
9
作者 刘文宇 钱露 +4 位作者 李芳建 潘尚可 孙志刚 陈红兵 潘建国 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第5期793-800,共8页
基于无中微子双β衰变低温辐射探测器的研究,本文研究了Li_(2)MoO_(4)晶体生长及发光性能。以市售Li_(2)MoO_(4)粉末为初始原料,采用水平区熔法提纯,随后通过坩埚下降法生长得到1英寸(1英寸=2.54 cm)Li_(2)MoO_(4)透明晶体。对晶体进行... 基于无中微子双β衰变低温辐射探测器的研究,本文研究了Li_(2)MoO_(4)晶体生长及发光性能。以市售Li_(2)MoO_(4)粉末为初始原料,采用水平区熔法提纯,随后通过坩埚下降法生长得到1英寸(1英寸=2.54 cm)Li_(2)MoO_(4)透明晶体。对晶体进行了物相分析与发光性能表征。X射线粉末衍射结果显示,晶体属于六方晶系,空间群为R3,晶胞参数为a=14.337?,b=14.337A,c=9.589?。电感耦合等离子体质谱表明提纯后生长的晶体Rb、Cs、Cu、Cr、Mn、Ni、Th和U杂质元素含量明显降低。差热分析表明Li_(2)MoO_(4)熔点为696℃。紫外-可见分光光度计显示,晶体透过率较高,最高可达86%,表明晶体光学质量高,杂质含量少。稳态与瞬态荧光光谱表明,在10~300 K,Li_(2)MoO_(4)晶体的变温荧光光谱与光致衰减时间随温度变化,荧光强度在10 K时达到最大,光致衰减时间则随温度降低而延长,10 K下的衰减时间为1 222.6μs。晶体的活化能Ea为6.15 meV。研究表明Li_(2)MoO_(4)晶体在低温下具有良好的发光性能,在无中微子双β衰变研究中,特别是低温辐射探测器方面,具有重要应用价值。 展开更多
关键词 无中微子双β衰变 Li_(2)MoO_(4)晶体 提纯 坩埚下降法 荧光光谱 衰减时间
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Gd_(3)(Al,Ga)_(5)O_(12)∶Ce闪烁屏的同步辐射X射线成像研究
10
作者 李铭清 赵书文 +5 位作者 封晶 郑祥 郭瀚 袁兰英 丁栋舟 冯鹤 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第12期2112-2118,共7页
Gd_(3)(Al,Ga)_(5)O_(12)∶Ce(GAGG)闪烁体综合性能优异,是高空间分辨率闪烁屏的重要候选材料。探究GAGG闪烁屏空间分辨率的影响因素是一项重要且极具挑战的任务。本工作制备了一系列GAGG单晶闪烁屏,测试了其光学与闪烁性能,通过Geant4... Gd_(3)(Al,Ga)_(5)O_(12)∶Ce(GAGG)闪烁体综合性能优异,是高空间分辨率闪烁屏的重要候选材料。探究GAGG闪烁屏空间分辨率的影响因素是一项重要且极具挑战的任务。本工作制备了一系列GAGG单晶闪烁屏,测试了其光学与闪烁性能,通过Geant4模拟计算了理论空间分辨率,在上海同步辐射光源(SSRF)BL13HB光束线站开展了成像试验。结果表明,GAGG闪烁屏对生物组织与工业芯片具有优异的成像效果。GAGG闪烁屏的理论空间分辨率为0.4μm,本实验最高可实现0.9μm(555 lp/mm)。对比发现,闪烁屏厚度在0.3~1 mm变化不会对空间分辨率产生显著影响,空间分辨率对闪烁屏的表面状态和光学透过率更敏感。因此,在后续制备GAGG闪烁屏的过程中,可不用过分追求超薄厚度,而应将更多注意力放在如何提高单晶光学质量,比如优化生长工艺,减少包裹体;改进抛光工艺,提升闪烁屏表面光洁度。 展开更多
关键词 GAGG∶Ce 石榴石 闪烁体 闪烁屏 X射线成像 空间分辨率
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基于视觉变换器的高精度光子晶体能带预测
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作者 陈冠桦 姚俊驰 +6 位作者 朱惠芳 智婷 汪金 薛俊俊 陈琳 陶涛 陶志阔 《物理学报》 北大核心 2025年第19期63-70,共8页
光子晶体因其独特的能带结构在光子学领域具有重要应用前景,而准确预测其能带结构对于光子器件的设计与优化也至关重要.鉴于此,本文应用视觉变换器(vision transformer,ViT)模型,探索高效、准确的光子晶体能带结构预测方法.首先,通过传... 光子晶体因其独特的能带结构在光子学领域具有重要应用前景,而准确预测其能带结构对于光子器件的设计与优化也至关重要.鉴于此,本文应用视觉变换器(vision transformer,ViT)模型,探索高效、准确的光子晶体能带结构预测方法.首先,通过传统数值仿真方法得到光子晶体的能带结构数据,构建了训练和测试数据集;其次,利用数据集对ViT模型进行训练,训练过程中模型展现出良好的学习能力,损失函数值持续下降,最低可至4.42×10^(-6);最终,测试结果表明,ViT模型预测平均均方误差(MSE)低至3.46×10^(-5),决定系数(R^(2))达到0.9996,表明ViT模型具有极高的预测精度和良好的泛化能力.研究表明,ViT模型能够有效预测光子晶体的能带结构,为光子晶体相关研究和应用提供一种新的高效预测工具,有望推动光子器件设计的进一步发展. 展开更多
关键词 光子晶体 能带结构 预测 视觉变换器
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氘化对忆容材料(CETM)_(2)[InCl_(5)(H_(2)O)]的界面极化调控
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作者 路佳丽 刘兆龙 +1 位作者 金士锋 陈小龙 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1714-1721,共8页
有机-无机杂化忆容材料(CETM)_(2)[InCl_(5)(H_(2)O)]因质子迁移诱导的巨大界面极化(P_(r)=31654µC/cm^(2))而备受关注,但其微观机制尚缺直接实验证据。本文通过重水同位素取代策略,合成氘化晶体(CETM)_(2)[InCl_(5)(D_(2)O)],系... 有机-无机杂化忆容材料(CETM)_(2)[InCl_(5)(H_(2)O)]因质子迁移诱导的巨大界面极化(P_(r)=31654µC/cm^(2))而备受关注,但其微观机制尚缺直接实验证据。本文通过重水同位素取代策略,合成氘化晶体(CETM)_(2)[InCl_(5)(D_(2)O)],系统研究了氘化对结构、相变及电学性能的影响。X射线衍射与差示扫描量热分析表明,氘化后晶体结构(单斜空间群Pc)与相变行为(脱水温度332 K)基本不变。电学性能测试表明:氘化使离子电导率从4.35×10^(-7) S/cm降至1.28×10^(-7) S/cm,剩余极化强度由31654µC/cm^(2)显著降低至18811µC/cm^(2)。结合迁移能垒计算,证实极化衰减源于氘原子质量效应及氘键稳定性增强对质子迁移的抑制。本研究首次通过同位素效应实验验证质子迁移主导界面极化的微观机制,为调控忆容材料性能提供新策略。 展开更多
关键词 (CETM)_(2)[InCl_(5)(H_(2)O)] 氘化 界面极化 质子迁移 忆容材料 离子导体
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三维光子晶体结构色织物的制备及其反射光谱的数值模拟
13
作者 李帅 王颖 +3 位作者 王继寒 张宏艳 肖远淑 单国华 《印染》 北大核心 2025年第10期21-25,共5页
为实现对结构色织物颜色的可控调节,制备了结构色织物并对其反射光谱进行模拟。以聚苯乙烯微球为基元,经垂直沉积自组装,在棉织物表面构建三维光子晶体,使用FDTD Solutions软件建立三维光子晶体模型并进行反射光谱的数值模拟,研究了聚... 为实现对结构色织物颜色的可控调节,制备了结构色织物并对其反射光谱进行模拟。以聚苯乙烯微球为基元,经垂直沉积自组装,在棉织物表面构建三维光子晶体,使用FDTD Solutions软件建立三维光子晶体模型并进行反射光谱的数值模拟,研究了聚苯乙烯微球粒径与结构色和反射光谱的关系。结果表明:由不同粒径聚苯乙烯微球组装的三维光子晶体具有面心立方结构,并在织物上呈现出明亮且色相不同的结构色。随着聚苯乙烯微球粒径的增大,结构色发生红移。反射光谱的数值模拟结果与实际值基本吻合且呈现出相同的颜色变化规律。 展开更多
关键词 三维光子晶体 结构色织物 聚苯乙烯微球 数值模拟 反射光谱
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Rb_(2)CdSi_(3)Se_(8)和K_(2)HgSi_(3)S_(8)晶体的合成及其光学性能研究
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作者 陈鑫晨 车王飞 +4 位作者 吴雅博 李广卯 崔晨 杨志华 潘世烈 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1722-1731,共10页
本文在真空条件下采用高温溶液法自发结晶,成功合成了两例新型硫代硅酸盐化合物Rb_(2)CdSi_(3)Se_(8)和K_(2)HgSi_(3)S_(8),这两种化合物均结晶于正交晶系非中心对称的P212121空间群。能量色散X射线光谱表征结果证实,两种化合物中各目... 本文在真空条件下采用高温溶液法自发结晶,成功合成了两例新型硫代硅酸盐化合物Rb_(2)CdSi_(3)Se_(8)和K_(2)HgSi_(3)S_(8),这两种化合物均结晶于正交晶系非中心对称的P212121空间群。能量色散X射线光谱表征结果证实,两种化合物中各目标元素的比例与理论化学式相符。第一性原理计算表明,Rb_(2)CdSi_(3)Se_(8)和K_(2)HgSi_(3)S_(8)分别具有较大的双折射值(0.167@1064 nm和0.118@1064 nm),其光学各向异性主要是由[MSi_(3)Q_(8)]^(2-)二维阴离子层贡献。后续将通过优化助熔剂体系获取两种化合物的纯相粉末。 展开更多
关键词 硫代硅酸盐 高温溶液法 第一性原理 光学各向异性 双折射
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无铅液相外延法制备Bi掺杂Re_(3)Fe_(5)O_(12)磁光薄膜
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作者 李祥 庞俊 +4 位作者 王茗 罗毅 龚瑞 赵建华 于杰 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第9期1600-1606,共7页
选用氧化铋为助溶剂、氧化铁和稀土氧化物为溶质,以掺杂钆镓石榴石(SGGG)晶片为衬底,采用无铅液相外延(LPE)法成功制备了厚度为1 140μm的Bi掺杂Re_(3)Fe_(5)O_(12)(Bi∶RIG)单晶薄膜,并对薄膜的结构和相关性能进行了分析研究。单晶X射... 选用氧化铋为助溶剂、氧化铁和稀土氧化物为溶质,以掺杂钆镓石榴石(SGGG)晶片为衬底,采用无铅液相外延(LPE)法成功制备了厚度为1 140μm的Bi掺杂Re_(3)Fe_(5)O_(12)(Bi∶RIG)单晶薄膜,并对薄膜的结构和相关性能进行了分析研究。单晶X射线衍射分析结果表明,制备的薄膜为单一的单晶石榴石相结构,结晶质量较高;扫描电子显微镜观察到薄膜表面光滑均匀,没有明显的裂纹及缺陷,并与衬底结合紧密;红外光谱测试表明,薄膜在应用波段1 310~1 550 nm的透过率接近70%;磁性测量结果表明,该薄膜呈现典型的软磁材料的磁滞回线特征,具有较小的饱和磁化强度;磁光性能结果显示,薄膜在1 310和1 550 nm波长的维尔德常数分别为16 841和11 993 rad/(T·m)。研究结果表明,采用LPE法制备的薄膜具备优异的性能,有望在光通信中用于法拉第光隔离器件。 展开更多
关键词 石榴石单晶 Bi掺杂 无铅液相外延法 磁光薄膜 法拉第光隔离器
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卷积神经网络辅助无机晶体弹性性质预测
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作者 刘宇杰 王振宇 +6 位作者 雷航 张国宇 咸家伟 高志斌 ‡孙军 宋海峰 丁向东 《物理学报》 北大核心 2025年第12期16-28,共13页
无机晶体材料因具有优异的物理和化学特性,在多个领域展现出广泛的应用潜力.弹性性质(如体积模量和剪切模量)对预测材料的电导率、热导率及力学性能具有重要作用,然而,传统实验测量方法存在成本高、周期长等问题.随着计算方法的进步,理... 无机晶体材料因具有优异的物理和化学特性,在多个领域展现出广泛的应用潜力.弹性性质(如体积模量和剪切模量)对预测材料的电导率、热导率及力学性能具有重要作用,然而,传统实验测量方法存在成本高、周期长等问题.随着计算方法的进步,理论模拟逐渐成为独立于实验的研究方法.近年来,基于图神经网络的机器学习方法在无机晶体材料的弹性性质预测中取得了显著成果,尤其是晶体图卷积神经网络(CGCNN)在材料数据的预测和扩展方面表现出色.本研究利用从Matbench v0.1数据集中收集的10987个材料的体积模量和剪切模量数据,训练了两个CGCNN模型,基于预训练的模型成功实现了对80664个无机晶体结构弹性模量的预测.为保证数据质量,筛选了材料电子带隙在0.1-3.0 e V之间,并去除了含有放射性元素的化合物.预测数据来源于两个主要数据集:一是从Materials Project数据库中筛选出的54359个晶体结构,构成MPED弹性数据集;二是Merchant等(2023 Nature 62480)通过深度学习和图神经网络方法发现的26305种晶体结构,构成NED弹性数据集.最终,本研究预测了80664种无机晶体的体积模量和剪切模量,丰富了现有的材料弹性数据资源,并为材料设计提供了更多的数据支持.本文数据集可在https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00104中访问获取. 展开更多
关键词 无机晶体材料 弹性模量 机器学习 力学性质预测
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高色彩饱和度硅基结构色颜料的制备及其性能研究
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作者 任蒋雪 迟聪聪 +3 位作者 许馨 徐星根 张丹洁 李嘉昊 《陕西科技大学学报》 北大核心 2025年第4期101-108,共8页
绿色低碳是人类社会的发展方向,也是印刷行业的主要发展趋势之一.颜料作为印刷油墨的主要呈色物质,包括色素颜料与结构色颜料.传统颜料为化学色,往往污染环境且易褪色,而新型结构色颜料具有绿色环保、不易褪色且色彩鲜艳等优点.本文采... 绿色低碳是人类社会的发展方向,也是印刷行业的主要发展趋势之一.颜料作为印刷油墨的主要呈色物质,包括色素颜料与结构色颜料.传统颜料为化学色,往往污染环境且易褪色,而新型结构色颜料具有绿色环保、不易褪色且色彩鲜艳等优点.本文采用两步滴加前驱体溶液法制备粒径均一、分散性良好的纳米二氧化硅,粒径范围为220~280 nm.基于重力沉积法诱导二氧化硅微球有序组装,制备不同光子禁带的光子晶体.在此基础上,研究炭黑用量对结构色饱和度的增强效果.研究发现,炭黑的优化用量范围为0.06 wt%~0.09 wt%,用10%水性丙烯酸树脂包覆后,可获得色彩饱和度较高的光子晶体颜料;其在复杂溶剂和树脂体系中结构色不易被破坏,能够稳定存在,具有绿色环保的优势,在绿色印刷、功能印刷和装饰等领域具有较大的发展潜力. 展开更多
关键词 二氧化硅 光子晶体 结构色颜料
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稀土离子掺杂CNGG无序激光晶体研究进展
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作者 刘书齐 武奎 +3 位作者 路大治 梁飞 于浩海 张怀金 《天津理工大学学报》 2025年第4期28-35,共8页
文中系统综述了稀土离子掺杂钙铌镓石榴石(calcium niobium gallium garnet,CNGG)无序激光晶体的研究进展,通过分析晶体无序结构诱导的非均匀光谱展宽原理,重点探讨了不同离子体系(Nd^(3+),Yb^(3+),Tm^(3+)/Ho^(3+))的激光性能。此外,... 文中系统综述了稀土离子掺杂钙铌镓石榴石(calcium niobium gallium garnet,CNGG)无序激光晶体的研究进展,通过分析晶体无序结构诱导的非均匀光谱展宽原理,重点探讨了不同离子体系(Nd^(3+),Yb^(3+),Tm^(3+)/Ho^(3+))的激光性能。此外,通过结合当前的研究进展与本课题组在晶体生长与性能优化方面的实验成果,旨在阐明其宽光谱特性与高热导率协同机制及其在超快激光领域的应用潜力。 展开更多
关键词 无序激光晶体 非均匀加宽 综述 超快激光 超短脉冲
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Eu^(2+)掺杂Cs_(2)BaBr_(4)晶体的生长和闪烁性能研究
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作者 殷洁 张小强 +1 位作者 陈灿 潘建国 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第11期1931-1936,共6页
采用坩埚下降法成功生长出Cs_(2)BaBr_(4):x%Eu^(2+)(x=1、2、4、8)晶体。通过X射线粉末衍射和热重测试进行物相分析,结果表明晶体为一致熔融物,随着Eu^(2+)浓度的增加,衍射峰向小角度偏移。测试了晶体的光学透射率、光致发光、X射线激... 采用坩埚下降法成功生长出Cs_(2)BaBr_(4):x%Eu^(2+)(x=1、2、4、8)晶体。通过X射线粉末衍射和热重测试进行物相分析,结果表明晶体为一致熔融物,随着Eu^(2+)浓度的增加,衍射峰向小角度偏移。测试了晶体的光学透射率、光致发光、X射线激发发光和衰减时间等光学和闪烁性能,并对比分析了晶体与Rb_(2)BaBr_(4)、LaBr_(3)晶体的吸湿性,结果表明,不同浓度掺杂的晶体均具有良好的光学透过率,其中Cs_(2)BaBr_(4)∶2%Eu^(2+)晶体的光学透过率高达87.5%;在紫外光和X射线激发下,晶体在425~445 nm有尖锐发射峰;紫外激发时,不同掺杂浓度晶体的衰减时间有所不同,Eu^(2+)掺杂浓度为1%、2%、4%和8%的Cs_(2)BaBr_(4)晶体所对应的衰减时间分别为2.10、1.57、2.19和2.76μs。此外,Cs_(2)BaBr_(4)晶体具有较低的吸湿性。 展开更多
关键词 Cs_(2)BaBr_(4)晶体 闪烁晶体 坩埚下降法 闪烁性能 光致发光 X射线激发发光 衰减时间 吸湿性
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