KDP晶体本征中性点缺陷的第一性研究

作     者：王坤鹏 张建秀 房昌水 于文涛 王圣来 顾庆天 孙洵 WANG Kun-peng;ZHANG Jian-xiu;FANG Chang-shui;YU Wen-tao;WANG Sheng-lai;GU Qing-tian;SUN Xun

作者机构：山东大学晶体材料国家重点实验室济南250100 

出 版 物：《强激光与粒子束》 (High Power Laser and Particle Beams)

年 卷 期：2005年第17卷第10期

页      面：1523-1527页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 081704[工学-应用化学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家863计划项目资助课题 山东省自然科学基金资助课题(Y2000F09) 

主　　题：KDP晶体 点缺陷 缺陷形成能 第一性原理 

摘      要：用第一性原理研究了KH2PO4(KDP)晶体中性本征点缺陷的形成能并计算了常温下点缺陷的浓度。计算得到中性填隙氢原子的形成能为2.05 eV,进而得到298 K下的浓度约为1.21×10-17mol/L。由于填隙氢原子在带隙中形成缺陷能级,并使能隙降低了2.6 eV,因此消除填隙氢原子有利于提高晶体在355 nm附近的激光损伤阈值。计算得到的氧间隙、氧空位、钾空位和氢空位的形成能分别为0.60、5.25、6.50和6.58eV,常温下它们在晶体中也以较高的浓度存在。钾空位使晶胞体积增大约3.2%,并可能提高晶体电导率,从而降低光损伤阈值。P取代K的反位结构缺陷形成能尽管较低(4.1 eV),但由于晶体生长溶液中P是以PO4四面体的形式存在,故此点缺陷的存在几率很小。