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《北京邮电大学》 2017年
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熔石英表面杂质粒子的吸附机制研究

张仓胜  
【摘要】:熔石英(Fused Silica)是大型高功率激光系统中应用最广的光学材料,常应用于惯性约束聚变的大型激光装置中,激光辐照会导致材料产生致密、熔化、喷射、裂纹和坑洞等激光诱导损伤。使材料的光学透过性能严重下降。为提高熔石英元件的抗激光损伤能力,除了改进熔石英元件加工制造技术水平外,还采用激光预处理、等离子体刻蚀和HF刻蚀等预处理方式来减少或消除各类缺陷,以达到提高熔石英抗损伤能力的目的。酸洗过程中产生的各种粒子基团不可避免的会与熔石英表面/亚表面发生作用,影响熔石英器件的性能。因此,研究熔石英表面与粒子反应机制,对提升熔石英激光透射器件的工作寿命具有重要意义。本论文在基于含时密度泛函理论(TDDFT)第一性原理方法,系统研究了含有NBOHC和E'缺陷下的表面与卤素原子(F、C1)的反应。具体工作包括:(1)熔石英表面模型及缺陷的构建。使用经典分子动力学与从头算分子动力学想结合的方法构建表面模型,统计表面的键长键角等信息以判断表面模型的合理性。(2)包含E'缺陷的表面与卤素粒子的反应。分别计算并比较包含NBOHC缺陷的表面与氟原子和氯原子的反应。通过对结构、吸附能、电子态密度和bader电荷分析等方面的具体分析,得出结论氟原子相对于氯原子更容易吸附在缺陷表面。(3)包含NBOHC缺陷的表面与卤素粒子的反应。分别计算并比较包含NBOHC缺陷的表面与氟原子和氯原子的反应。同时比较了同一种粒子在包含NBOHC缺陷和E'缺陷的表面的吸附情况。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN244

【参考文献】
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