1第三章纳米材料的物理化学特性
（一）纳米材料的结构与形貌
（二）纳米材料的物理特性
（三）纳米材料的化学特性
本章基本要求：了解纳米材料与体材料不同的
奇特性质，了解这些性质的用途。纳米材料的奇异性能
纳米材料的特殊性能是由于纳米材料的特
殊结构，使之产生量子效应、小尺寸效
应、表面效应等，从而具有传统材料所不
具备的物理、化学性能。由于纳米材料在
磁、热、光、电、催化、生物等方面具有
奇异的特性，使其在诸多领域有着非常广
泛的应用前景，并已经成为当今世界科技
前沿的热点之一。
（一）纳米材料的结构与形貌（一）纳米材料的结构与形貌
（一）纳米材料的结构与形貌（一）纳米材料的结构与形貌
2（一）纳米材料的结构与形貌（一）纳米材料的结构与形貌
（一）纳米材料的结构与形貌（一）纳米材料的结构与形貌
ZnOnanotube
（一）纳米材料的结构与形貌
1D ZnO
nanostructures(二)纳米材料的物理特性
热学性能
电学性能
磁学性能
光学性能
3热学性能
•纳米颗粒的熔点下降
•纳米颗粒的开始烧结温度降低
•纳米颗粒的晶化温度降低开
所谓烧结温度是指把粉末先用高压压制成形，然
后在低于熔点的温度下使这些粉末结合成块，密
度接近常规材料的最低加热温度。
纳米颗粒尺寸小，表面能高，压制成块材后的界
面具有高能量，在烧结中高的界面能成为原子运
动的驱动力，有利于界面中的孔洞收缩，空位团
的湮灭，因此，在较低的温度下烧结就能达到致
密化的目的，即烧结温度降低。开始烧结温度下降开始烧结温度下降
实例
¾纳米银粉制成的导电浆料可以进
行低温烧结，此时元件的基片不必
采用耐高温的陶瓷材料，甚至可用
塑料。采用超细银粉浆料，可使膜
厚均匀，覆盖面积大，既省料又具
高质量。
¾超微颗粒熔点下降的性质对粉末
冶金工业具有一定的吸引力。例
如，在钨颗粒中附加0.1％～0.5％
重量比的超微镍颗粒后，可使烧结
温度从3000℃降低到1200～
1300℃，以致可在较低的温度下烧
制成大功率半导体管的基片。TiO2微粒的烧结与
固体物理复习提纲2010
Page 1 第1章 晶体结构和晶体衍射 一、晶格结构的周期性与对称性： 1.原胞（初基晶胞）、惯用晶胞的定义： 原胞：晶格具有三维周期性，三维晶格中体积最小的重复单元称为固体物理学原胞，简称原胞。 惯用晶胞：为了反映晶体的周期性和对称性，所取的重复单元不一定是最小的。结点不仅可以在顶角上，还可以在体心或面心上，这种最小重复单元称为惯用晶胞（也叫作布拉维晶胞） 2.晶向与晶面指数的定义 晶向：布拉维格子上任何两格点连一直线称为晶列，晶列的取向称为晶向。 晶向指数：R=l1a1+l2a2+l3a3，将l1，l2，l3化为互质整数，用l1，l2，l3表示晶列的方向，这三个互质整数称为晶向指数。 晶面指数：晶面族在基矢上的截距系数的倒数，化成与之具有相同比率的三个互质的整数h，k，l。 二、什么是布拉维点阵(格子)？为什么说布拉维点阵是晶体结构的数学抽象？描述点阵与晶体结构的区别？ 1.如果晶体由一种原子组成，且基元中只包含一个原子，则相应的网格就称为布拉维格子。如果晶体虽由一种原子组成，但若基元中包含两个原子，或晶体由多种原子组成，则每一种原子都可以构成一个布拉维格子。 2.布拉维格子是一个无限延伸的点阵，它忽略了实际晶体中表面、结构缺陷的存在，以及T≠0时原子瞬时位置相对于平衡位置小的偏离。但它反映了晶体结构中原子周期性的规则排列。即平移任意格矢Rn，晶体保持不变的特性，是实际晶体的一个理想抽象。 3.晶体结构＝点阵＋基元 三、典型的晶体结构、对应的布拉菲点阵及其最小基元是什么？ 晶体结构： 1.氯化钠（NaCl）结构 该结构的布拉维点阵是fcc，初基基元为一个Na+离子和一个Cl-离子。 2.氯化铯(CsCl)结构 该结构的布拉维点阵是sc（简单立方），初基基元为一个Na+离子和一个Cl-离子。 3.六角密堆积(hcp)结构 该结构的布拉维晶格点阵是简单六角，初基基元包含两个原子，原子位置：(0 0 0)，(2/3，1/3，1/2)。 4.金刚石结构 金刚石型结构的晶格类型属于fcc晶格点阵（该结构可以看作是两个fcc晶格格点上放上同种原子沿立方体的体对角线错开1/4对角线长而得到。）初基基元有两个全同原子，座标为(0 0 0)和(1/4,1/4,1/4)。 5.立方硫化锌（ZnS）结构（闪锌矿结构）―― 立方硫化锌结构的晶格类型属于fcc晶格点阵，初基基元有两个不同原子，座标为S (000)，Zn(1/4,1/4,1/4)。 四、填充率（致密度）的计算 N=晶体中原子的体积之和/晶胞体积。 （预计会考计算，书上p10页有例题） 五、倒易点阵（倒格子）与正格子的关系，布里渊区的定义，立方晶格的倒易点阵类型及其惯用晶胞边长特点 1.倒格子与正格子间的关系 ①正格子原胞体积Ω与倒格子原胞体积Ω*之积为（2π）3 ②正格子中一簇晶面（h1，h2，h3）和123hhhK正交 这里(h1h2h3)是互质的整数。 ③倒格子矢量的长度与晶面族(h1h2h3)面间距成反比 ④晶面族(h1h2h3)中离原点最近的晶固体物理复习提纲
非线性光学晶体
非线性光学晶体
对于激光强电场显示二次以上非线性光学效应的晶体
非线性光学晶体是对于激光强电场显示二次以上非线性光学效应的晶体。非线性光学晶体是一种功能材料，其中的倍频（或称“变频”）晶体可用来对激光波长进行变频，从而扩展激光器的可调谐范围，在激光技术领域具有重要应用价值。
1 介绍
具有非线性光学效应的晶体。广义指在强光或外场作用下能产生非线性光学效应 的晶体。通常将强光作用下产生的称为非线性光学晶体; 外场作用下产生的称电光、磁光、声光晶体。此外，还 有含共轭体系的有机分子组成的晶体或聚合物。广泛应用的有KH2PO4(KDP)、NH4H2PO4(ADP)、CsH2A5O4(CDA)；KTiOPO4、KNbO3、NiNbO3、 Ba2NaNb5O15；BaB2O4(BBO)、LiB3O5(LBO)、NaNO2；GaAs、InSb、InAs、 ZnS等。按状态分为块状、薄膜、纤维、 液晶。利用二阶非线性效应产生的倍频、混频、参量振荡及光参量放大等变频技术，可拓宽激光的波长范围，已应用于核聚变、医疗、水下摄影、光通信、 光测距等方面。
2 三硼酸锂晶体
简称LBO晶体。分子式为 LiB3O5，属正交晶系，空间群为Pna2 的一种非线性光学材料。福建物质结 构研究所首次发现。密度2.48g/cm， 莫氏硬度6，具有较宽的透光范围 （0.16～2.6μm），较大的非线性光学 系数，高的光损伤阈值（约为KTP的 4.1倍，KDP的1.83倍，BBO的2.15 倍）及良好的化学稳定性及抗潮解性。 可用于1.06μm激光的二倍频和三倍 频，并可实现Ⅰ类和Ⅱ类相位匹配。用 功率密度为350MW/cm的锁模Nd ：YAG激光，样品通光长度为11mm （表面未镀膜），可获得倍频转换效率 高达60%。LBO晶体可制作激光倍频 器和光参量振荡器。用高温溶液法可 生长出光学质量的单晶。
3 三硼酸锂铯晶体
２００７年５月 第３０卷第３期 四川师范大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） Ｍａｙ，２００７ Ｖｏ１．３０．Ｎｏ．３
在相干外场作用下的 型三能级原子
对探测光吸收性质的研究
罗光礼， 侯邦品
（四川师范大学物理与电子工程学院，四川成都６１００６６）
摘要：采用一个相干外场作用到 型三能级原子系统的激发态与另一个激发态构成的跃迁上，发现该
外加相干光场对该原子气体吸收性质有很大的影响，当该光场的强度在一定范围内时，探测光会被放大．
关键词：电磁诱导透明；Ｖ型四能级原子；增益 中图分类号：Ｏ４３１．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—８３９５（２００７）０３４）３４８—０４
０引言
在一般情况下，将一束探测激光照射在原子气
体上，该信号光被吸收．如果用另外一束较强的耦
合光束同时照射到这种介质上，信号光不被吸收，
这就是电磁诱导透明现象（ＥＩＴ）［１－２］．该现象产生了
一些有趣的物理内容，如无反转粒子数的激光增
益；光速减慢或停止；巨非线性光的产生等 ．大
家都知道，各种三能级（包括以， 和 型）原子的
电磁诱导透明已被详细研究．但一般情况下，仅靠
相干外场作用的三能级原子很难实现定态粒子布
居数无逆转的激光增益．要实现增益，必须借助其
它光学手段，如在非相干场抽运下，并且要求原子
的耦合跃迁上的自发衰变率要大于探测光对应的
跃迁上的衰变率［ ．但是，非相干抽运不仅要破坏
相干场诱导的相干性，同时将原子抽运到激发态再
由于自发衰变致使原子系统能量逐渐丢失 Ｊ．另
外，还可采用空场诱导相干性 。 致使三能级 和
以型原子能实现定态激光增益，但实现空场诱导相
干性必须要求耦合光场对应的原子偶极矩与探测
光对应的原子偶极矩要相互垂直¨ ．这在实际的
原子系统中也很难实现．
本文用一个相干外场作用到 型三能级原子
