本文主要研究内容
作者武玉琳（2019）在《水分子及杂质在KDP类晶体表面吸附行为的密度泛函理论研究》一文中研究指出：KDP类晶体是一类综合性能优良的光学材料,在非线性光学领域有着重要应用。水和杂质是影响KDP类晶体生长和光学质量的两大因素。水的存在一方面保证了 KDP类晶体正常的生长及高质量表面的加工,另一方面又会导致表面潮解、表面腐蚀等现象。另外,KDP类晶体中不可避免地会引入各种杂质,包括有机物、金属离子以及各种无机物等。这些杂质能够吸附在晶体的不同表面,导致生长习性变化、光学质量降低。当前关于水分子及杂质与KDP类晶体之间的研究主要集中在实验方面,理论探索相对较少,它们之间的相互作用机理目前还不明确。基于以上情况,我们采用密度泛函理论的方法,选取KDP类晶体中最为常见的ADP及KDP为代表,研究了水分子以及杂质在两种晶体表面的吸附行为。这一研究可以帮助人们深入理解它们之间复杂的相互作用,为晶体生长及质量控制提供一定的理论指导。目前得到的主要结论如下:(1)研究了 1～3个水分子在ADP晶体(100)及(101)表面的吸附行为。吸附能均为负值,意味着水分子能够自发吸附到ADP表面。由于水分子之间的相互作用,使得吸附能随水分子数量增加呈现增大的趋势。水分子可以与表面的氢、氧原子产生相互作用,主要存在两种结合方式:一种是与表面的氢、氧原子形成氢键;另外,当多个水分子吸附到(100)面上时,可以与表面磷酸根中的氢原子形成一个共价键。相比之下,水分子与(100)面的相互作用更强,吸附更稳定。吸附使水分子及ADP晶体表面的结构均发生了变化,化学键普遍被拉长,甚至导致水分子及(100)表面的H-O共价键断裂。(2)考察了乙醇分子在KDP晶体(100)及(101)表面的吸附行为。吸附能均为负值,意味着乙醇可以自发吸附到KDP的表面上。乙醇分子主要通过羟基与表面的氢、氧以及钾原子相互作用,在(100)面上可以形成两个氢键和一个钾氧离子键,而在(101)面上则形成一个氢键与一个离子键。乙醇与(100)面之间形成的键数目更多且强度更大,因此吸附更稳定。吸附后乙醇分子及KDP晶体表面结构均发生了一定的变化,化学键普遍呈现被拉长的现象,结构变得不稳定。(3)系统地研究了金属离子(K+,Na+,Ca2+,Cu2+,Al3+,Cr3+)在KDP晶体(100)表面的吸附行为。六种离子在表面的吸附能均为负值,意味着吸附为自发进行的放热反应。吸附的稳定性随着金属离子化合价的升高而增加,表现为一价<二价<三价。另外,金属离子与KDP(100)表面的键合机制和离子半径有着一定的关系,半径较大的离子(Na+,K+和Ca2+)与表面之间更多的是形成离子键,而较小的离子(Cu2+,Al3+和Cr3+)往往通过共价作用与表面结合。所有的金属离子都会影响KDP(100)表面结构,表面化学键被拉长,同时氢键的结构和形式也发生了变化。其中,三价离子对表面结构的影响最大,Al3+和Cr3+能够吸引表面的一个氢原子,使表面H-O键断裂。
Abstract
KDPlei jing ti shi yi lei zeng ge xing neng you liang de guang xue cai liao ,zai fei xian xing guang xue ling yu you zhao chong yao ying yong 。shui he za zhi shi ying xiang KDPlei jing ti sheng chang he guang xue zhi liang de liang da yin su 。shui de cun zai yi fang mian bao zheng le KDPlei jing ti zheng chang de sheng chang ji gao zhi liang biao mian de jia gong ,ling yi fang mian you hui dao zhi biao mian chao jie 、biao mian fu shi deng xian xiang 。ling wai ,KDPlei jing ti zhong bu ke bi mian de hui yin ru ge chong za zhi ,bao gua you ji wu 、jin shu li zi yi ji ge chong mo ji wu deng 。zhe xie za zhi neng gou xi fu zai jing ti de bu tong biao mian ,dao zhi sheng chang xi xing bian hua 、guang xue zhi liang jiang di 。dang qian guan yu shui fen zi ji za zhi yu KDPlei jing ti zhi jian de yan jiu zhu yao ji zhong zai shi yan fang mian ,li lun tan suo xiang dui jiao shao ,ta men zhi jian de xiang hu zuo yong ji li mu qian hai bu ming que 。ji yu yi shang qing kuang ,wo men cai yong mi du fan han li lun de fang fa ,shua qu KDPlei jing ti zhong zui wei chang jian de ADPji KDPwei dai biao ,yan jiu le shui fen zi yi ji za zhi zai liang chong jing ti biao mian de xi fu hang wei 。zhe yi yan jiu ke yi bang zhu ren men shen ru li jie ta men zhi jian fu za de xiang hu zuo yong ,wei jing ti sheng chang ji zhi liang kong zhi di gong yi ding de li lun zhi dao 。mu qian de dao de zhu yao jie lun ru xia :(1)yan jiu le 1～3ge shui fen zi zai ADPjing ti (100)ji (101)biao mian de xi fu hang wei 。xi fu neng jun wei fu zhi ,yi wei zhao shui fen zi neng gou zi fa xi fu dao ADPbiao mian 。you yu shui fen zi zhi jian de xiang hu zuo yong ,shi de xi fu neng sui shui fen zi shu liang zeng jia cheng xian zeng da de qu shi 。shui fen zi ke yi yu biao mian de qing 、yang yuan zi chan sheng xiang hu zuo yong ,zhu yao cun zai liang chong jie ge fang shi :yi chong shi yu biao mian de qing 、yang yuan zi xing cheng qing jian ;ling wai ,dang duo ge shui fen zi xi fu dao (100)mian shang shi ,ke yi yu biao mian lin suan gen zhong de qing yuan zi xing cheng yi ge gong jia jian 。xiang bi zhi xia ,shui fen zi yu (100)mian de xiang hu zuo yong geng jiang ,xi fu geng wen ding 。xi fu shi shui fen zi ji ADPjing ti biao mian de jie gou jun fa sheng le bian hua ,hua xue jian pu bian bei la chang ,shen zhi dao zhi shui fen zi ji (100)biao mian de H-Ogong jia jian duan lie 。(2)kao cha le yi chun fen zi zai KDPjing ti (100)ji (101)biao mian de xi fu hang wei 。xi fu neng jun wei fu zhi ,yi wei zhao yi chun ke yi zi fa xi fu dao KDPde biao mian shang 。yi chun fen zi zhu yao tong guo qiang ji yu biao mian de qing 、yang yi ji jia yuan zi xiang hu zuo yong ,zai (100)mian shang ke yi xing cheng liang ge qing jian he yi ge jia yang li zi jian ,er zai (101)mian shang ze xing cheng yi ge qing jian yu yi ge li zi jian 。yi chun yu (100)mian zhi jian xing cheng de jian shu mu geng duo ju jiang du geng da ,yin ci xi fu geng wen ding 。xi fu hou yi chun fen zi ji KDPjing ti biao mian jie gou jun fa sheng le yi ding de bian hua ,hua xue jian pu bian cheng xian bei la chang de xian xiang ,jie gou bian de bu wen ding 。(3)ji tong de yan jiu le jin shu li zi (K+,Na+,Ca2+,Cu2+,Al3+,Cr3+)zai KDPjing ti (100)biao mian de xi fu hang wei 。liu chong li zi zai biao mian de xi fu neng jun wei fu zhi ,yi wei zhao xi fu wei zi fa jin hang de fang re fan ying 。xi fu de wen ding xing sui zhao jin shu li zi hua ge jia de sheng gao er zeng jia ,biao xian wei yi jia <er jia <san jia 。ling wai ,jin shu li zi yu KDP(100)biao mian de jian ge ji zhi he li zi ban jing you zhao yi ding de guan ji ,ban jing jiao da de li zi (Na+,K+he Ca2+)yu biao mian zhi jian geng duo de shi xing cheng li zi jian ,er jiao xiao de li zi (Cu2+,Al3+he Cr3+)wang wang tong guo gong jia zuo yong yu biao mian jie ge 。suo you de jin shu li zi dou hui ying xiang KDP(100)biao mian jie gou ,biao mian hua xue jian bei la chang ,tong shi qing jian de jie gou he xing shi ye fa sheng le bian hua 。ji zhong ,san jia li zi dui biao mian jie gou de ying xiang zui da ,Al3+he Cr3+neng gou xi yin biao mian de yi ge qing yuan zi ,shi biao mian H-Ojian duan lie 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自山东大学的武玉琳，发表于刊物山东大学2019-07-16论文，是一篇关于晶体论文,晶体论文,表面吸附论文,密度泛函理论论文,山东大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自山东大学2019-07-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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