高壓下KMgF3晶體光學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究

張 林, 張 瑩, 付 勇, 何 林, 孟川民

(1.四川師范大學(xué) 物理與電子工程學(xué)院固體物理研究所, 成都610068; 2.中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所 沖擊波物理與炮轟物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 綿陽(yáng)621900)

1 引 言

動(dòng)態(tài)高壓實(shí)驗(yàn)中, 材料的瞬態(tài)光譜和沖擊溫度測(cè)量常常需要用到透明的光學(xué)窗口[1,2]. 因此，沖擊加載下窗口材料在可見光區(qū)能否保持透明的問題受到人們特別的關(guān)注[1,2], 因?yàn)樗鼘?duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性有重大影響[3]. 雖然Al2O3和LiF晶體是目前常用的窗口材料[4,5], 但為了適應(yīng)不同特性實(shí)驗(yàn)樣品的加窗沖擊測(cè)量, 人們還需要尋找新的透明窗口材料. 常態(tài)下, 氟化鎂鉀(KMgF3)由于具有巨大的能隙(12. 4 eV[6])和較寬的透明波段[7], 所以它有望成為一種新的候選窗口材料. 同時(shí), 它在一個(gè)較寬的壓力范圍內(nèi)可能保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定也支持這個(gè)想法(KMgF3晶體在100 GPa的壓力范圍內(nèi)保持Perovskite的結(jié)構(gòu)[7,8]. 窗口材料的結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，將有助于更好地解讀加窗沖擊實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)). 然而, KMgF3能否真正成為沖擊波實(shí)驗(yàn)的窗口材料, 關(guān)鍵還在于它在沖擊壓縮下是否能保持良好的透明性. 研究表明[2,9-12], 存在一些影響材料沖擊透明性的因素(例如, 壓力、空位缺陷和溫度等因素). 所以, 探究這些因素對(duì)KMgF3晶體光吸收譜的影響具有重要的科學(xué)意義. 另外, KMgF3晶體在高壓下的其它光學(xué)性質(zhì)(例如，能量損失譜等)也是令人感興趣且值得研究的問題, 因?yàn)樗鼈儗?duì)未來(lái)的實(shí)驗(yàn)探索可能有重要的參考作用.

目前, 對(duì)于上述問題的研究還未見報(bào)道. 所以, 本文……