材料科学导论答案

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1、1.（i）光波E及其在晶体中感生电极化强度P分别满足如下两式:E=£0cosa）tP=aE+^E2写出其基频和倍频成分。P=aE+p£2=aE0cosst+斗阳$（1+cos2a）t）=iPEq+aEQcosMt+-pFgcos2a）t频率为零的是直流成分，频率为3的是基频成分和频率为23的是倍频成分（二次谐波信号）。（ii）非线性光学有哪些用途?1•激光的强光控制（全光开关、光限幅）；2.脉冲压缩（调Q与锁模）；3.频率转换（倍频、和频、四波混频）；4•激光光谱（超精细结构分析）；5.消畸变传输（光学位相共轨

2、）；&光孤子通信；7.数字光计算；8•非线性光存储（光折变光存储、双光子光存储）。2•写出频率转换.电光、光折变.压电和热释电晶体各2种（用化合物名称，简称或分子式表示均可）。频率转换晶体：偏硼酸锁（BBO）晶体、三硼酸锂（LBO）晶体、三硼酸锥（CBO）晶体;电光晶体：磷酸二氮钾（KDP）晶体、磷酸钛氧钾（KTP）晶体、锐酸锂（LN）晶体；光折变晶体：锐酸锂（LN）晶体、锐酸钾（KN）晶体、钛酸倾（BaTiO3）晶体;压电晶体：磷酸二氢钾（KDP）晶体、磷酸二氢镀（ADP）、觇酸锂（LN）晶休;热释电晶体：硫

3、酸三甘钛（TGS）晶体、钮酸锂（LT）晶体、锐酸總倾（SBN）晶体。3.（i）目前比较认可的半导体分类是什么？目前比较认可的半导体分类是：1・元索半导体；2•二元化合物半导体；3•三元化合物半导体；4•固熔体半导体;5•非晶态半导体;6•冇机半导体。（ii）探索激光自倍频晶体，已有的激活离子大致可归纳为哪几类?激活离子：1・三价稀土激活离子；2•二价稀土激活离了；3•过渡金属激活离子；4.钢系元素激活离子。4•在可能具有二阶非线性光学效应的点群中，分别有几种单轴晶、双轴晶和光学均质体晶类？并依次写出其对应的点群

4、。11种单轴晶晶类（只有一个高次轴）：3、4、4、6^6^32>3m^42m>4mm^6m2>6mm；5种双轴品品类（无高次轴）：1>2^m>222、mm2；2种光学均质体（多于一个高次轴）：23、43m。3.晶体的宏观对称性只有32种点群，其中无对称中心的点群只有21种，有20种压电晶类。写出这20种压电晶类所对应的点群。20种压电晶类所对应的点群分别为：3>4、4>6^6、32^3m>42m>4mm>6m2^6mm>1/2>222、mm2、23^43m>422、622（除去432）。4.提拉法生长晶体需要满

5、足的基本条件提拉法牛长晶体满足的条件：1•品体（品体加掺质）要到融化而不分解；2•晶体不得与圮竭或存在气氛起化学反应；3•晶体的熔点必须低于塩竭熔点；2.必须使单晶的提拉速度与炉内的温度梯度相匹配。7.固相反应通常包含的步龙固相反应通常包含以下步骤：1.固体界面如原子或离子的跨过界面的扩散；2•原子规模的化学反应；3.新相成核；4.通过固体的输运及新相的长大。决定固相反应性的两个重要因素是成核和扩散速度。8.透明陶瓷对粉料的基本要求透明陶瓷的粉料有四个要求：1.具冇较高的纯度和分散性；2.具有较高的烧结活性；3

6、.颗粒比较均匀并呈球形；4.不能凝聚，随吋间的推移也不会出现新相。原因：最终结构有继承最初结构现象，如果初始粉末结构不均匀，最终结构也不均匀,影响陶瓷透光性和物理、电学、光学等性质。9.(1)描述有机分子受光激发后的几种电子跃迁过程。吸收：分了吸收光能，电了由基态向激发态跃迁；2•振动弛豫：激发态分子与其他分子碰撞，将能量传递给其他分子，使电子从同一激发态的较高振动能级下降至最低振动能级；3.内部能量转换：激发态分子以无辐射方式从较高电子能级的较低振动能级转移至较低电子能级的较高振动能级；4•荧光产生：激发态分

7、了经过振动弛豫后，再以辐射方式发射光量了的方式而返回基态，发射的光量子即为荧光产生过程；5•体系间跨越：处于激发单重态较低振动能级的分了，发生电了门旋反转，分了跃迁至三重态的较高振动能级；6.磷光产生：激发态分子经体系间跨越后，很快发生振动弛豫，然后以辐射方式发射光量子而返冋至基态，发射光量子即为磷光产生过程；7•淬灭：激发态分子通过碰撞将能量转移给其他分子，而直接凹到基态。这一过程有可能使荧光和磷光强度减弱甚至消失。（2）有机化合物的荧光光谱有什么特性？1.斯托克斯位移；2.镜像对称；3.发射波长与激发波长无

8、关10•什么是电致发光？掌握评价电致发光器件的几个基本参数。电致发光：发光材料在电场的作用下，受到电流和电场的激发而发光的现象。它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。几个基本参数：1.光通量（Im）：单位时间内发射的能量与标准比视感度相乘后的积分值；2.发光强度（cd,lm/sr）:单位立体角通过的光通量；3.发光亮度（cd/mT：单位面积的发光强度；4.光照度（Im/m?）：单