为了明确Al3+在KDP晶体生长过程中对光学性质和力学性质的具体影响,采用第一性原理计算程序包VASP软件计算并分析了Al取代K对KDP晶体的晶体结构、电子能态密度和光学性质,并同理想KDP晶体进行对比研究。结果表明,KDP晶体中Al取代K的缺陷形成能为0.974 e V,并且Al替位K点缺陷引起的晶格畸变非常微弱,缺陷比较容易形成。Al取代K后晶体能带中价带顶附近的态密度发生了变化,并且带隙中存在缺陷能级,取代后KDP晶体的带隙宽度减小为4.37 e V,缺陷增加了KDP晶体对可见到紫外波段的光子吸收,影响KDP晶体光学质量及其激光损伤性能。计算力学性质发现,Al替位掺杂KDP晶体比理想KDP晶体的杨氏模量增加了,这会减弱晶体抗激光损伤能力。
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