非線性光學(xué)(nonlinear optical,NLO)材料因其獨(dú)特的二階倍頻效應(yīng)(SHG)引起了很多關(guān)注。自20世紀(jì)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(duì)較少,需要設(shè)計(jì)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(jì)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(chǎng)方法計(jì)算了不同原子電荷隨著外電場(chǎng)的變化而不斷變化的情況,計(jì)算了Born有效電荷以及Mulliken布局分析,進(jìn)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(duì)材料宏觀光學(xué)效應(yīng)的影響機(jī)制。研究結(jié)果表明共價(jià)鍵對(duì)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(jià)鍵中各向異性電子分布對(duì)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(chǎng)方法結(jié)合密度泛函理論方法,初步計(jì)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(chǎng)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(jī)制。計(jì)算獲得的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值完全吻合。研究結(jié)果表明費(fèi)米能級(jí)附近的不均勻電荷密度分布是孤立電子對(duì)。孤立電子對(duì)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(duì)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(jí)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(xiàng)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(shì)。交換關(guān)聯(lián)項(xiàng)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(tuán)簇、納米材料、體相材料）具體性質(zhì)的過程中，可以對(duì) Kohn-Sham 方程做進(jìn)一步的簡(jiǎn)化。例如根據(jù)離子勢(shì)場(chǎng)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(jì)算方法及形式，如：贗勢(shì)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(gè)值與原始值都相差一個(gè)整數(shù)。我們把這個(gè)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(diǎn)陣是關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的，這是非極性結(jié)構(gòu)的特征：極化強(qiáng)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(duì)稱的�？紤]到實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的是極化的變化，在圖 2-3 的上半部分，我們?cè)佻F(xiàn)了圖 2-2 的非極性一維鏈，下面我們展示了一個(gè)類似的鏈，其中陽離子相對(duì)于陰離子向右移動(dòng)了距離 d 個(gè)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(gè)晶胞來計(jì)算極化強(qiáng)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(gè)值與原始值都相差一個(gè)整數(shù)。我們把這個(gè)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(diǎn)陣是關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的，這是非極性結(jié)構(gòu)的特征：極化強(qiáng)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(duì)稱的�？紤]到實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的是極化的變化，在圖 2-3 的上半部分，我們?cè)佻F(xiàn)了圖 2-2 的非極性一維鏈，下面我們展示了一個(gè)類似的鏈，其中陽離子相對(duì)于陰離子向右移動(dòng)了距離 d 個(gè)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(gè)晶胞來計(jì)算極化強(qiáng)度。

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本文編號(hào)：2815580