Pr3+离子能级理论结果的参数拟合分析

稀土离子在激光材料和光通讯材料及器件中有着广泛的应用。这些应用对电子结构的计算和作用 机制的分析提出了要求。通过对Pr³⁺离子的从头计算的理论能级和实验能级进行参数拟合和综合分析发 现：可以结合相对论Coupled-Cluster理论和多体微扰理论,对不同参数的计算,主要考虑对此参数有重要 贡献的机制,来实现稀土离子电子结构的有效计算。     

Nd3+∶Er3+∶YAlO3激光晶体中的能级结构

利用晶体场理论和不可约张量方法,采用中间态耦合及新的参数公式,对稀土离子能级精细结构及波函数进行理论计算,给出Er3 、Nd3 两种重要稀土离子精细结构能级位置. 实验上测定了的500～950 nm 吸收光谱,获得了与理论相一致的精细结构能级,并讨论了新波长激光的产生机制.     

Nd^3＋：Er^3＋：YAlO3激光晶体中的能级结构

利用晶体场理论和不可约张量方法,采用中间态耦合的的参数公式,对稀土离子能级精细结构及波函数进行理论计算,给出了Ｅｒ＾３＋、Ｎｄ＾３＋中重要稀土离子精细结构能级位置,实验上测定的５００￣９５０ｎｍ吸收光谱,获得了与理论相一致的精细结构能级,并讨论了新波长激光的产生机制。     

Nd3+∶Er3+∶YAlO3激光晶体中的能级结构

利用晶体场理论和不可约张量方法，采用中间态耦合及新的参数公式，对稀土离子能级精细结构及波函数进行理论计算，给出Er     

电子俘获材料CaS:Eu,Sm可见光激发优势机理的研究

实验测定了电子俘获材料CaS:Eu,Sm的荧光激发谱，辐射谱以及红外上转换光激发光谱，发现可见光对红外上转换辐射光的激发灵敏度高达50%，而紫外光只有18%，具有可见光激发的优势，根据电子俘获材料的能级模型，电子俘获发光机理以及稀土离子在立方晶场中的能级结构，并结合光谱测试所提供的信息，分析了电子俘获材料CaS:Eu,Sm在光激发过程中的能量传递途径，阐明了电子俘获材料CaS:Eu,Sm可见光激发优势的机理。     

高温超导材料的电子顺磁共振理论研究

为了合理解释含稀土离子的高温超导材料的电子顺磁共振谱,从晶体场理论出发,给出晶体材料中稀土离子的微扰公式,阐述了高温超导材料中稀土Kramers离子的自旋哈密顿参量理论,并计算给出了稀土离子Re3+ 的电子顺磁共振（electron paramagnetie resonance,EPR）参量g因子和超精细结构常数A。计算结果与实验谱线符合较好,说明所采用的微扰公式和理论处理方法是有效和合理的。研究表明,对高温超导材料中Re3+的自旋哈密顿参量进行精确解释,通常应该考虑到二阶微扰项的贡献。     

八面体稀土离子能级结构研究

为了对稀土离子在光、电等研究领域的应用有深入的了解,介绍了冰晶石基本结构及稀土离子氯冰晶石及其振动光谱,叙述了常见稀土离子在八面体氯冰晶石中的光谱能级结构,给出了不同稀土离子在氯冰晶石中力作用参数值、能级数据及相应的参考文献。     

CaⅨ-LuLX（20≤Z≤71）离子3s^21S0-3s3p^1P1的共振跃迁

在对CaⅨ-LuLX(20≤Z≤71)离子3s3p^1P1能级结构的多组态相互作用理论HFR方法计算的基础上，分析了各种效应对等电子序列离子能级结构的影响，找出了能级沿等电子序列变化的规律性，预测计算了CaⅨ-LuLX(20≤Z≤71)离子3s3p^1P1的组态能级，进一步计算了CaⅨ-LuLX(20≤Z≤71)离子3s^2 1S0-3s3p^1P1的共振跃迁谱线波长、振子强度和跃迁概率，其中GaXX，AsXXⅡ，TcXXXⅡ，PdXXXV，TeXLⅠ和XeXLⅢ离子的3s^2 1So-3s3p^1p1的共振跃迁谱线波长等有关数据为本文内插计算值，而BaXLV-LuLX的所有结果纯属本文外推预测计算结果。     

LnMgB_5O_（10）：Mn~（2＋）（Ln＝La，Gd，Y，Ce）体系中Mn~（2＋）的双重谱与配位场参数

研究了ＬｎＭｇＢ５Ｏ（１０）：Ｍｎ（２＋）（Ｌｎ＝Ｌａ，Ｇｄ，Ｙ，Ｃｅ）体系中稀土离子对Ｍｎ（２＋）的双重谱的影响．从理论上计算了Ｍｎ（２＋）的离子能级和配位场参数，论述了双重谱的成因，理论分析与实验结果较为吻合．     

晶体电场对离子自旋─轨道耦合参数的影响

晶体电场对三价稀土离子自旋─轨道耦合参数有影响，是人们长期怀疑但尚无人作过定量分析与计算的问题．本文从相对论Ｄｉｒａｃ方程式给出的电子自族─轨道耦合参数表达式出发，以稀土氯化物为例，首次详细计算了晶体电场对稀土离子（Ｃｅ３＋、Ｐｒ３＋、Ｎｄ３＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ３＋、Ｇｄ３＋、Ｄｙ３＋、Ｅｒ３＋、Ｙｂ３＋）４ｆ自旋─轨道耦合参数贡献的相对大小．计算结果表明：晶体电场对电子自旋─轨道耦合参数的贡献至多占稀土离子核库仑场贡献的万分之一，因此可以忽略不计．寻找电子自旋─轨道耦合参数实验值与理论值差别的途径，应该从离子的电子结构本身着手来研究．     

全相对论下的离域作用以及质量与电荷的相对论效应

基于全对称群的Dirac方程,通过计算硼、碳、氮、氧和氟原子的性质,研究全相对论下的离域作用以及质量与电荷的相对论效应。在单群的非相对论、双群的相对论和全对称群的相对论这三种不同水平的理论下,电子状态的表述是不同的。对于相对论和非相对论都存在离域作用,而相对论的离域作用要满足＂全对称群的最大几率原则＂。同一周期的原子,其质量相对论效应相当显著。对于正离子电荷的差别,不会出现新的相对论效应。     

相对论效应对巯基金团簇电荷分布的影响

在巯基金团簇中尤其是部分巯基包裹的金核簇,Au原子和S原子的电荷分布是决定金核簇静电势的重要因素.Au是有强相对论效应的重元素,相对论效应对裸露的和有机分子保护的金团簇的几何结构和电子结构有不可忽略的影响.基于密度泛函理论,运用第一性原理研究了环状Au4(SCH3)4簇的电子结构.结果表明相对论效应对电荷分布有重要影响.根据Hirshfeld和Mulliken这两种方法对电子数进行分析,发现当考虑相对论效应时几乎没有电荷从Au转移到S,而不考虑相对论效应时有大量电荷从Au转移到S.     

超形变核态的相对论对称性研究

相对论对称性在原子核的壳层结构及其演化中扮演重要角色.探讨超形变核态的相对论对称性,利用相对论平均场理论计算超形变核态的结合能、单粒子能级,提取单粒子能级的自旋和赝自旋能量劈裂,分析这些能量劈裂与原子核形变及自旋和赝自旋双重态量子数间的关系,进而研究超形变核态的自旋和赝自旋对称性及其随形变变化的规律,结果表明超形变核态的自旋和赝自旋对称性与双重态量子数和形变都相关.     

激光诱导双原子分子荧光激发谱结构的分析方法

本文从光谱基本理论出发,分析了双原子分子电子振转能级结构和电子振转光谱结构的规律,得到了分析激光诱导激发谱结构和由实验测定的光谱计算分子常数的方法.     

人造地球卫星的相对论中间轨道

将中间轨道理论推广到考虑广义相对论效应的人造地球卫星轨道计算中，给出了相对论中间轨道的积分，导出了以轨道根数为变量的相对论摄动运动方程，并与非相对论的结果进行了比较     

氧化物超导材料的键价计算

Y-Ba-Cu—O和Tl(Bi)-Ba-Cu-O氧化物体系的晶体结构与其超导转化温度T_c存在密切关系。以统计法则为基础的键价计算结果表明,具有超导性的 Y系、Tl系氧化物晶体中各离子接近其正常价态,CuO-维链与CuO_2二维面中的铜离子的价态无显著差异。这和对Y-Ba-Cu-O 系进行的紧束缚带电子结构计算的结果不同,所以CuO-维链的存在与否对氧化物超导性的出现不一定必需,Tl(Bi)系不存在CuO-一链,而它的T_c甚至比Y系更高就是个很好的实例。     

基于相对论简并费米气体模型的Chandrasekhar极限

利用简并费米统计理论，并考虑到电子运动的相对论效应，求出白矮星的极限质量-Chandrasekhar极限质量，并进一步讨论了这一极限质量在恒星演化过程中的意义。     

BaZrO3晶格畸变的电子结构和光学性质的第一性原理计算

基于第一性原理密度泛函理论,计算分析了Zr原子晶格畸变对立方BaZrO3的能带结构、能态密度、Mulliken电荷布居和光学性质方面的影响．计算结果表明,随着Zr原子z坐标的上移,BaZrO3晶体的畸变程度越来越大,O原子的电子逐渐转移到Zr原子上,价带与导带渐渐重叠,能隙消失,介电函数也有较大改变,即Zr原子晶格畸变可以强烈影响BaZrO3的电子结构和光学性质．     

稀土元素的键参数拓扑指数及应用

从键参数拓扑指数一般形式出发,定义了元素键参数拓扑指数,以稀土元素为例,计算其拓扑指数,用于关联稀土元素的物理化学性质,得到了良好的线性相关性。