高压下KMgF3晶体光学性质的第一性原理研究

张 林, 张 莹, 付 勇, 何 林, 孟川民

(1.四川师范大学 物理与电子工程学院固体物理研究所, 成都610068; 2.中国工程物理研究院流体物理研究所 冲击波物理与炮轰物理重点实验室, 绵阳621900)

1 引 言

动态高压实验中, 材料的瞬态光谱和冲击温度测量常常需要用到透明的光学窗口[1,2]. 因此，冲击加载下窗口材料在可见光区能否保持透明的问题受到人们特别的关注[1,2], 因为它对实验结果的准确性有重大影响[3]. 虽然Al2O3和LiF晶体是目前常用的窗口材料[4,5], 但为了适应不同特性实验样品的加窗冲击测量, 人们还需要寻找新的透明窗口材料. 常态下, 氟化镁钾(KMgF3)由于具有巨大的能隙(12. 4 eV[6])和较宽的透明波段[7], 所以它有望成为一种新的候选窗口材料. 同时, 它在一个较宽的压力范围内可能保持结构的稳定也支持这个想法(KMgF3晶体在100 GPa的压力范围内保持Perovskite的结构[7,8]. 窗口材料的结构保持稳定，将有助于更好地解读加窗冲击实验数据). 然而, KMgF3能否真正成为冲击波实验的窗口材料, 关键还在于它在冲击压缩下是否能保持良好的透明性. 研究表明[2,9-12], 存在一些影响材料冲击透明性的因素(例如, 压力、空位缺陷和温度等因素). 所以, 探究这些因素对KMgF3晶体光吸收谱的影响具有重要的科学意义. 另外, KMgF3晶体在高压下的其它光学性质(例如，能量损失谱等)也是令人感兴趣且值得研究的问题, 因为它们对未来的实验探索可能有重要的参考作用.

目前, 对于上述问题的研究还未见报道. 所以, 本文……