非線性光學(xué)(nonlinear optical,NLO)材料因其獨特的二階倍頻效應(yīng)(SHG)引起了很多關(guān)注。自20世紀60年代以來,除了商業(yè)上廣泛使用的紅外非線性光學(xué)晶體AgGaS_2,AgGaSe_2和ZnGeP_2之外,還獲得了許多其他紅外非線性光學(xué)材料,例如Li_3VO_4,Pb_(17)O_8C_(l8),BaGa_4X_7(X=S,Se),ATeMoO_6(A=Mg,Zn和Cd),ABX_3(A=Cs,Rb;B=Ge,Cd;X=Cl,Br和I)等。與紫外深紫外非線性光學(xué)外材料相比,紅外非線性光學(xué)材料仍然相對較少,需要設(shè)計和合成更多紅外非線性光學(xué)材料以滿足需求。本文采用基于第一性原理的軟件包ABINIT并使用Berry-phase方法計算了非極性光學(xué)材料ATeMoO_6(A=Mg,Zn和Cd)的宏觀極化率、折射率、雙折射率和二階非線性光學(xué)系數(shù)。利用有限場方法計算了不同原子電荷隨著外電場的變化而不斷變化的情況,計算了Born有效電荷以及Mulliken布局分析,進而研究了ATeMoO_6材料光學(xué)響應(yīng)的微觀起源,以及不同的陽離子變化對材料宏觀光學(xué)效應(yīng)的影響機制。研究結(jié)果表明共價鍵對材料的折射率和倍頻效應(yīng)起著重要作用,Te-O和Mo-O共價鍵中各向異性電子分布對光學(xué)各向異性雙折射率起主要作用。此外本文還利用有限場方法結(jié)合密度泛函理論方法,初步計算了一類紅外非線性光學(xué)材料CsGeX_3(X=Cl,Br和I)的線性和二階非線性光學(xué)性質(zhì),并使用Born有效電荷、原子電荷隨外場的變化以及倍頻效應(yīng)密度方法分析了材料中影響折射率、雙折射率、倍頻效應(yīng)的關(guān)鍵機制。計算獲得的結(jié)果與實驗值完全吻合。研究結(jié)果表明費米能級附近的不均勻電荷密度分布是孤立電子對。孤立電子對不均勻電荷分布促使鍺-鹵素多面體發(fā)生扭曲。研究結(jié)果表明鍺和鹵素原子對光學(xué)各向異性雙折射率和倍頻效應(yīng)起主要作用。
【學(xué)位單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：O437
【部分圖文】：

新疆大學(xué) 2019 屆碩士研究生畢業(yè)論文侖相互作用，由于該項包含了自相互作用因而在 (r)中將物理上并不存在的自相互作用加以修正， (r)稱為交換關(guān)聯(lián)勢。交換關(guān)聯(lián)項除了包含物理上并不存在的自相互作用之外，還包含了多體系統(tǒng)的交換和關(guān)聯(lián)效應(yīng)�？紤]到材料的具體情形，在應(yīng)用 Kohn-Sham 方程解決材料（分子、團簇、納米材料、體相材料）具體性質(zhì)的過程中，可以對 Kohn-Sham 方程做進一步的簡化。例如根據(jù)離子勢場近似方法和基函數(shù)選取的不同，在密度泛函框架下可以有多種不同的計算方法及形式，如：贗勢平面波方法（PseudopotentialPlaneWaves，PP-PW）、線性原子軌道組合法（Linear combination of Atomic Orbitals，LCAO）、線性綴加平面波法（LinearisedAugmentedPlaneWave，LAPW）和線性 Muffin-tin（糕模）軌道法（Linearised Muffin-tin Orbitals，LMTO）等等，如圖 2-1 所示：

新疆大學(xué) 2019 屆碩士研究生畢業(yè)論文多極化值，它們每個值與原始值都相差一個整數(shù)。我們把這個極化值的集合稱為晶格極化。在這種情況下，它們是-5/2，-3/2，-1/2，1/2，3/2，5/2 …我們可以發(fā)現(xiàn)，極化值的點陣是關(guān)于原點對稱的，這是非極性結(jié)構(gòu)的特征：極化強度可以包含或不包含零作為其元素之一，但它必須是零中心對稱的。考慮到實驗中測量的是極化的變化，在圖 2-3 的上半部分，我們再現(xiàn)了圖 2-2 的非極性一維鏈，下面我們展示了一個類似的鏈，其中陽離子相對于陰離子向右移動了距離 d 個移位來產(chǎn)生極性體系。我們繼續(xù)使用上面虛線矩形里的兩個晶胞來計算極化強度。

新疆大學(xué) 2019 屆碩士研究生畢業(yè)論文多極化值，它們每個值與原始值都相差一個整數(shù)。我們把這個極化值的集合稱為晶格極化。在這種情況下，它們是-5/2，-3/2，-1/2，1/2，3/2，5/2 …我們可以發(fā)現(xiàn)，極化值的點陣是關(guān)于原點對稱的，這是非極性結(jié)構(gòu)的特征：極化強度可以包含或不包含零作為其元素之一，但它必須是零中心對稱的�？紤]到實驗中測量的是極化的變化，在圖 2-3 的上半部分，我們再現(xiàn)了圖 2-2 的非極性一維鏈，下面我們展示了一個類似的鏈，其中陽離子相對于陰離子向右移動了距離 d 個移位來產(chǎn)生極性體系。我們繼續(xù)使用上面虛線矩形里的兩個晶胞來計算極化強度。

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本文編號：2815580