第30老，第11期 2010年11月
谱学
与光谱
分析
光
Spectroscopy and Spectral Analysis
KH,PO4晶体的太赫兹-紫外光谱
侯碧辉，王雅丽，常新安，李顺锁，赵国忠3，郝伟
1.北京工业大学应用数理学院，材料科学与工程学院，北京100124 2.中国科学院物研究生院材料科学与光电技术学院，北京100049 3.首都师范大学物理系，北京100037
Vol.30,No.11,pp2881-2884 November,2010
摘要实验测量了室温下磷酸二氢钾KH;PO,(KDP)晶体0.2～1.6THz的时域光谱，以及50～4000 cm*范围内的远红外光谱，200～2000nm的紫外-可见-红外光谱。KDP晶体的禁带宽度是5.91eV。在测量范围内有一个很宽的声子吸收带。从0.2~205.5THz吸收系数在35～80cm-"，声子吸收的低频端小于 0.2THz。最高的纵光学模声子的频率u大约是205.5THz，由此求出这支声子的H一O键的力常数为 13.13 N cm",
关键词THz光谱；红外-紫外光谱；KH;PO晶体；声子吸收
中图分类号：O433.4
引言
文献标识码：A
DOl; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2010)11-2881-04
1实验
超快激光技术的迅速发展，为THz波（1THz=1012 Hz)脉冲的产生提供了稳定可靠的激光光源()，使THz波的研究和应用成为一个迅速发展的前沿领域，受到人们的普追关注"。THz光谱涉及材料特性的重要信息()，成为红外光谱、拉曼光谱、中子衍射等实验方法的互补技术[}，在凝案态物理的研究中占有重要的位置。
磷酸二氯钾KHPO,（KDP)晶体是20世纪40年代出现的一种可见与近红外波段的光学晶体，是具有多功能性质、非常优良的电光非线性光学晶体材料。其光学特性在国内外有大量的文献报道L5-4)。KDP晶体低温下是铁电体，其铁电顺电转变温度T。为123K§)
高质量、大尺寸且具有良好光学均勾性的KDP晶体易于从水溶液中生长。它是一种水溶性晶体，晶体中虽然不含有结晶水，但易于潮解，使用温度较低，致使它在应用上受到一定的限制。
本文主要研究KDP晶体的THz光讲特性，在一定程度上填补了KDP晶体在太赫兹波段的相关数据，为拓宽KDP 晶体的实际应用提供了实验依据。为了较全面地分析了解 KDP晶体的物理性质和能带结构，还对样品进行了红外-可见光-紫外光谱的实验测量。
收稿日期：2009-12-12，修订日期：2010-03-16
本实验所用的KDP晶体样品是用传统的降温法生长的。由于其水落性，切别和抛光过程都要避水。样品用X射线衍射法定向，沿着（001)面切割并两面搬光。样品厚度是1.447 mm。薄片尺寸10mm×14mm。
THz时域光谱是在首都师范大学的THz时域光谱系统测量的(10)，通过分析傅里叶振幅谱可以得出测量的有效频率范围是0.2~1.6THz。
紫外-可见-近红外光谱是用日本岛津(Shimadzu)公司的光谱分析仅仪在率温下测得的，测量的波长范围是200～2000 nm（低频端相当于5000cm-1）
中红外和远红外光谱是用BRUKER公司的VERTEX 80/80vFTIR光谱仅仪测得的，测量范围为50~4000cm-1，为了减小水蒸气对红外光谱的吸收影响，这一波段的实验是在抽真空的状态下进行的。
2
结果和分析
KDP晶体在室温下属于四方晶系，晶格常数a=b=
0.7453nm，c量0.6975nm，晶体密度是p=2.3325g cm-3[]。KDP晶体是以离子键为主体的多键型晶体，四面体[PO.了-是晶体的基本结构基元，四面体之间是由氢键联
基金项目：国家重点基础研究发展计划项目(2007CB310401)和中国科学院研究生院院长基金项目资助
作者简介：侯碧辉，女，1946年生，北京工业大学应用数理学院教授万方数据
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