二价离子掺杂钨酸铅晶体的计算机模拟

应用GULP软件计算了PbWO4(PWO)晶体中分别掺杂Zn、Ca二价离子的相关缺陷生成能,并对计算结果进行了讨论.结果表明,Zn离子进入PWO晶体中只能占据铅空位附近的填隙位置,而Ca离子进入PWO晶体中可以占据铅空位,也可以占据铅空位附近的填隙位置,这两种情况出现几率近似;对于相同的掺杂浓度,在掺Zn的PWO晶体中的孤立铅空位数量比掺Ca的PWO晶体中少,从而掺Zn可以更好地抑制与铅空位有关的短波段吸收,增加晶体的光产额.     

填隙氧离子对钨酸铅晶体光学性质的影响及绿光起源的研究

应用GULP软件按照能量最低原理确定了钨酸铅(PWO)晶体中填隙氧离子的位置,再用CASTEP软件计算了完整PWO晶体和含有填隙氧离子的PWO晶体的总态密度、分态密度和吸收光谱.计算结果表明,填隙氧离子的存在不会造成PWO晶体可见光区的显著吸收;PWO晶体中的绿光中心可能起源于WO4 Oi.     

PbWO4晶体中铅空位周围晶格弛豫的研究

使用相对论性密度泛函计算程序，按照能量最低原理采用共轭梯度方法，对缺铅的钨酸铅晶体进行结构优化处理．计算了铅空位周围晶格的弛豫，得到铅空位周围的晶格结构．结果表明，铅空位周围次近邻的正离子(Pb^2 和W^6 )向铅空位迁移，而铅空位周围最近邻的负离子(O^2-)向远离铅空位的方向迁移．晶格的驰豫结果使铅空位处的电负性降低．     

镁铝尖晶石本征色心的计算机模拟

利用计算机模拟技术和经验参数化方法，通过对镁铝尖晶石(MgAl2O4)晶体结构、晶格形成能及本征缺陷形成能的计算，论证了镁空位VMg^2-、氧空位Vo^2 和少量的AlMg^ 是MgAl2O4中的本征点缺陷．并指出其会以[VMg^2--Vo^2 ]空位对和[VMg^2--2lMg^ ]的形式实现电荷补偿．     

钨酸铅晶体中F型色心电子结构的研究

运用相对论性的密度泛函离散变分（DV-Xα）方法模拟计算了PbWO4（PWO）晶体中F型色心的电子结构，得到了PWO晶体的态密度分布，讨论了色心的可能光学跃迁模式，并用过渡态方法计算了跃迁能量。计算结果表明，F、F^＋心在PWO晶体的禁带中引入了施主能级，F、F^＋心可向W 5d轨道发生跃迁，其跃迁能分别是1.83eV、2.28eV，因此，可推断F、F^＋心能引起PWO晶体中680nm、550nm的吸收。     

PbWO4晶体F心及F+心吸收带的能级计算

采用离散变分法计算了PbWO4晶体的能带结构，并用F心及F^ 心的类氢离子1S波函数结合离散变分法计算了F心及F^ 心的电子基态能级，计算结果表明，F心及F^ 心电子基态能级分布在禁带中，分别位于距导带底1.97eV(630nm)及2.36eV(525nm)处，它们的吸收跃迁对应于基态到导带底的跃迁，使晶体呈现F心及F^ 心吸收带，化学计量PbWO4晶体的辐照诱导吸收谱位于500-700nm，呈现一个宽吸收带，高斯分解的结果表明；该吸收带是由两个峰值分别位于550nm和680nm的吸收带叠加而成的，这两个吸收带分别对应于F^ 心及F心吸收带，计算结果与实验数据吻合较好。     

钼酸钙晶体中点缺陷的电子结构研究

运用以密度泛函理论为基础的相对论性离散变分方法(DV-Xα),模拟计算了完整的和含氧空位的钼酸钙(CaMoO_4)晶体的电子结构,得到了含有F、F~ 心的CaMoO_4晶体电子态密度分布以及它们可能产生的光学跃迁模式.计算结果表明,含F、F~ 心的CaMoO_4晶体的禁带宽度明显变窄,F、F~ 心的能级出现在禁带中,利用过渡态理论计算得到其向Mo的4 d轨道发生光学跃迁,跃迁能量值分别为1.93,2.03 eV.利用提拉法生长的CaMoO_4晶体呈现蓝色的本质原因是F、F~ 心在黄红区产生比较强的吸收.     

掺K钨酸铅晶体的计算机模拟

应用计算机模拟方法计算分析了掺杂K离子的PbWO4晶体，在不同杂质离子浓度下，K离子的位置及伴随的各种可能存在的缺陷的生成能，明确了晶体掺杂后的缺陷化学及相应的缺陷反应，揭示了低浓度掺K^ ：PbWO4的350nm吸收带减弱的原因．计算结果表明，高浓度掺K离子将消除420nm吸收带，改善PbWO4晶体的抗辐照损伤性能．     

完整PbWO4晶体偏振性质的模拟计算

利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似，计算了完整的PbWO4(PWO)晶体的电子结构，模拟计算了复数折射率、介电函数及吸收光谱的偏振特性．分析了各个吸收光谱的峰值所对应的可能的电子跃迁以及PWO晶体的偏振特性．     

对不同掺杂浓度La~(3 )∶PbWO_4晶体电子结构的研究

采用缺陷化学方法讨论了PbWO4晶体中不同浓度掺La3 时可能存在的缺陷团簇模型.通过GULP计算软件模拟计算了缺陷团簇中La3 离子最可能的替位位置,并通过基于密度泛函理论的离散变分DV Xα方法计算得到相应的La3 ∶PWO4晶体的电子态密度.计算得到低浓度掺杂时晶体的禁带宽度变宽,高浓度掺杂时晶体的禁带宽度变窄.实验测得低浓度掺La3 时晶体的吸收边紫移,高浓度掺La3 时晶体的吸收边红移,计算结果与实验结果相符.计算表明,La3 ∶PWO4晶体中掺La3 可以有效地抑制420 nm吸收.