金刚石晶体能带计算与光谱分析
作者:李海东; 申玉; 温雅; 张申金; 宗楠; 薄勇; 彭钦军
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金刚石具有热导率高、光谱传输范围宽、拉曼增益系数大、拉曼频移大等优点。扩展波长,获得高光束质量的新波长,已成为重要的拉曼介质。利用第一性原理计算了金刚石的晶格参数、能带结构、态密度和声子谱。系统地分析了其结构特性、光谱、带隙和电子分布特性。在该基础上中,考虑到电子运动状态和电场方向对能带隙的影响,金刚石在<1.0>晶体方向受电场影响最大,在<1.1>晶体方向最稳定。给出了所有固有振动模式和相应的频率。结果表明,当泵浦光沿<1 1 0>晶体方向和<1 1 1>晶体方向偏振时,拉曼增益最大。同时,讨论了光谱多声子吸收的机理,为提高金刚石拉曼激光器的效率和波长扩展提供了依据。