第一性原理研究Fe及其团簇缺陷对KDP和ADP晶体激光损伤的影响

作者：隋婷婷; 魏列宁; **霞^*; 许心光; 孙洵; 巨新^*

来源：强激光与粒子束, 2023, 35(06): 24-31.

• KDP晶体
• ADP晶体
• 缺陷
• 激光损伤
• 第一性原理

由于金属杂质离子对晶体损伤性质有不容忽视的影响，受实验条件限制，Fe及其团簇缺陷对晶体的影响机制尚不明确。采用第一性原理的方法，对磷酸二氢钾(KDP)和磷酸二氢铵(ADP)晶体中的Fe及其团簇缺陷进行模拟研究，确定其对晶体结构及光学性质方面的影响。研究发现，Fe进入KDP和ADP晶体中主要以取代P原子形成FeO4基团最稳定，且其稳定形式以Fe3+为主。磁性状态研究发现磁性条件对晶体的结构和能量影响不大，Fe对晶体的损伤主要通过引起200～300 nm范围明显的光学吸收影响损伤阈值。Fe进入晶体中形成团簇缺陷可通过电荷补偿与O空位(VO)复合，几乎不会与OH空位(VOH)复合，团簇缺陷以Fe对晶体结构和性质的影响为主。

• 单位
  晶体材料国家重点实验室; 北京科技大学; 山东大学