SiO2薄膜結(jié)構(gòu)及光學(xué)性能的第一性原理研究.pdf

1、光學(xué)薄膜是光學(xué)系統(tǒng)中重要的組成器件，也是光學(xué)器件中最薄弱的環(huán)節(jié)，光學(xué)薄膜的激光損傷閾值決定了激光的輸出功率。溶膠-凝膠法制備的SiO2薄膜已經(jīng)有了廣泛的研究。理論解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，指導(dǎo)制備出高激光損傷閾值的光學(xué)薄膜是當(dāng)今研究的主要思路。本文運(yùn)用第一性原理對(duì)SiO2晶體、O空位缺陷SiO2晶體、Ag摻雜SiO2晶體進(jìn)行模擬研究，并構(gòu)建SiO2(001)表面，對(duì)羥基化表面和表面離子吸附進(jìn)行理論研究，重點(diǎn)分析了模型的幾何結(jié)構(gòu)、表面構(gòu)型、表面吸附構(gòu)

2、型、能帶結(jié)構(gòu)、電荷布居、光學(xué)性質(zhì)等。
　　 首先，對(duì)體相α-石英SiO2晶體進(jìn)行了模擬計(jì)算，建立了完整SiO2晶體模型、O空位缺陷SiO2晶體模型、Ag摻雜SiO2晶體模型。結(jié)算結(jié)果表明，SiO2晶體帶隙寬度為5.659eV，屬于間接帶隙絕緣體材料，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果和其它理論計(jì)算相符。O空位缺陷和Ag摻雜都使體系帶隙寬度下降，吸收系數(shù)增加，體系的激光損傷閾值降低。
　　 其次，建立了SiO2(001)表面模型，并對(duì)羥基化表面和