Ce∶YIG磁光薄膜法拉第旋转谱的理论计算

考虑到Ce3 + 的 5d ,4f以及Fe3 + 的 3d电子轨道形成具有较大自旋 轨道相互作用的耦合轨道 (Ce4f+Ce5d+Fe3d) ,将Ce3 + 离子的含量与耦合轨道联系起来 ,并给出了Ce3 + 离子的含量与跃迁中心数之间的定量关系式 .在ω =0 .8～ 3.2eV的范围内 ,计算了x =0 .3和x =0 .7时Y3 -xCexFe5O12 的法拉第旋转谱 .结果表明 ,Ce∶YIG的法拉第旋转角的增加主要是由于Ce3 + 的掺入形成耦合轨道 ,使其自旋 轨道劈裂增加所导致     

团簇MnPS3磁学性质分析

为探究团簇MnPS₃的磁学性质，设计了团簇MnPS₃的初始构型，并运用密度泛函理论(density functional theory, DFT)在B3LYP/def2-tzvp水平下对其进行优化处理，最终得到6种单重态和3种三重态稳定构型.利用Multiwfn程序计算团簇MnPS₃三重态构型的成单电子数、自旋布居数、自旋磁矩、轨道态密度及电子自旋密度差等磁性相关数据.结果表明，各轨道对团簇MnPS₃磁性的贡献大小为d轨道>p轨道>s轨道>f轨道；金属Mn原子对团簇MnPS₃磁性的影响较大，非金属原子P和S对团簇MnPS₃磁性的影响较小；d轨道态密度图对称性较差，且对应峰值相差较大，故d轨道是团簇MnPS₃磁性的主要贡献者.     

非晶CexRu100-x的Ce L2边XANES

利用高速溅射法制备了系列非晶CexRu100-x化合物样品.X射线衍射实验表明,样品均处非晶态.通过X射线吸收精细结构测量获得了Ce L3,L2,L1边X射线近边吸收谱,其中Ce L2边吸收谱呈现两个峰,分别对应2p1/2电子跃迁到空5d态(最终组态4f1)和2p1/2电子跃迁到空5d态(最终组态4f0),跃迁能量随着Ce浓度的增加而趋向低能级.     

La_(1-x)Ca_xMnO_3的电子结构与磁有序研究

采用DV-Xa分子轨道法计算了不同掺杂浓度的立方结构钙钛矿La_(1-x)Ca_xMnO_3体系的电子结构,分析了体系磁电特性随钙浓度变化的特征.结果表明:自旋相关的锰3d—氧2p轨道杂化出现在整个体系中.未掺杂体系具有金属型导电性,费米能级处多数自旋子带的态密度高于少数子带.随着掺杂浓度的提高,体系发生金属-半金属相变.与此同时,锰离子磁矩单调降低,与3d带自旋交换劈裂的变化规律一致.掺杂的钙提高了锰3d和氧2p电子波函数的交迭,加强了Mn-O-Mn超交换作用,使CaMnO3呈现G型反铁磁态.LaMnO_3中锰3d和氧2p波函数的交迭最弱,呈铁磁有序.     

团簇NiMo_3P的磁学性质研究

在B3LYP/Lan12dz水平下,运用密度泛函理论(DFT)对团簇NiMo_3PP进行优化计算,得到4个四重态、1个二重态,共5个稳定构型.对该团簇的磁学性质进行研究,结果表明:四重态构型的磁性比二重态更强;在s、p、d三个轨道中,d轨道对团簇NiMo_3PP的磁性起主要贡献.在团簇NiMo_3PP中,Mo2原子为磁性的主要贡献者.除构型1(2)的磁性主要由Ni原子的d轨道提供外,其余构型的磁性均主要来自Mo原子的d轨道.金属原子Mo和Ni的引入使团簇NiMo_3PP的磁性增加,非金属原子P的掺杂导致团簇磁性降低.     

Ce：YIG磁光薄膜法拉第旋转谱的理论计算

考虑到Ce^3 的5d,4f以及Fe^3 的3d电子轨道形成具有较大自旋-轨道相互作用的耦合轨道（Ce4f Ce5d Fe3d），将Ce^3 离子的含量与耦合轨道联系起来，并给出Ce^3 离子的含量与跃迁中心数之间的定量关系式。在ω=0.8-3.2eV的范围内，计算了x=0.3和x=0.7时Y3-xCexFe5O12的法拉第旋转谱。结果表明，Ce:YIG的法拉第旋转角的增加主要是由于Ce^3 的掺入形成耦合轨道，使其自旋-轨道劈裂增加所导致。     

Ti^19＋离子的电离能和精细结构

应用全实加关联方法计算了类锂Ti19＋离子的1s2n（ll=d,f;n≤9）组态的能级结构和波函数。非相对论能量用Rayleigh-Ritz变分法确定,相对论修正和质量极化效应用微扰论计算;量子电动力学修正用有效核电荷数方法计算。为了得到高精度的理论结果,还考虑了离子实修正和高角动量分波对能量的贡献。在能级精细结构的计算中不仅考虑了自旋-轨道相互作用还计及自旋-其它轨道相互作用。     

团簇Ni3CoP电子性质与磁性研究

设计团簇Ni_3CoP模型对非晶态合金Ni-Co-P进行局域结构的模拟,基于密度泛函理论(DFT)并在B3LYP/Lanl2dz水平下运用Gaussian 09程序对其进行结构优化以及有关电子性质与磁性的计算,对所得到的理论数据进行分析.结果表明:团簇Ni_3CoP费米能级左侧的最高峰由Ni-d、Co-d、P-p共振产生,形成了d-d-p杂化的成键轨道,并主要由Ni-d轨道贡献;对于团簇Ni_3CoP内部的电子转移,以P原子提供电子的能力最强,Co原子次之,Ni原子则整体以接受电子为主.团簇Ni_3CoP 3重态下的构型具有磁性,且Ni原子磁矩对团簇总磁矩的贡献较大.分析d轨道的电子自旋态密度图,发现其对称性最不好,这说明其上的成单电子最多,是团簇磁性的主要来源.同时,研究还发现p轨道对团簇磁性的贡献同样不可忽略.     

钇铁榴石中Fe~(3+)离子的吸收光谱和EPR零场分裂研究

本文在晶体场理论的基础上．用晶场自旋——轨道耦合矩阵对钇铁榴石（YIG）中Fe3+（3d5组态）离子的吸收光谱，基态分裂常数，零场分裂参量D进行了统一计算．所得结果与实验符合较好，说明自旋——轨道耦合作用是导致基态分裂的主要原因，解释了被认为是一个理论疑惑的Fe3+离子零场分裂参量D问题。     

一种新型发红光材料SrGdGa3O7:Eu3+及其性质研究

采用高温固相法合成了发红光的荧光粉SrGdGa3O7：Eu^3＋。漫反射光谱和激发光谱中Eu^3＋的电荷迁移带、Eu^3＋离子f→f跃迁以及Gd^3＋离子^8S7/2→^6I7/2。的跃迁相互吻合;监测Eu^3＋离子的特征发射,激发谱中有Gd^3＋离子的激发线表明存在Gd^3＋→Eu^3＋的能量传递。发射光谱中以^5D0→^7F2跃迁为主,表明Eu^3＋离子所占据的晶体学格位没有对称中心的cs格位。根据低温下的发射光谱计算了^7F1和^7F2能级完全解除简并后的每个分裂能级的位置。Eu^3＋的发射发生明显的温度猝灭现象,同时发射谱线的分辨率也逐渐降低。Eu^3＋离子的^5D0→^7F2跃迁在不同温度下的荧光衰减曲线相似;随着温度的升高,荧光发射强度衰减越快,但是仍然处于毫秒数量级;^5D0→^7F2跃迁是宇称和自旋禁阻的跃迁,所以荧光衰减时间比较长。     

Pr~(3+)∶ZBLAN光纤中4f5d能级上转换激发

利用粒子数速率方程和有关的辐射跃迁理论,计算模拟了Pr3+∶ZBLAN光纤中Pr3+离子4f5d能级频率上转换激发的动力学过程.在不同Pr3+浓度下,研究了抽运功率的纵向分布和有效光纤长度随抽运功率的变化关系,给出抽运效率与抽运功率的变化关系.通过计算各能级的粒子数密度,给出可能与4f5d组态形成布居数反转的4f2能级.     

锆酸锶掺Co后磁性质的第一性原理研究

本文使用在位库仑作用、局域密度近似下的投影缀加平面波方法,计算了钙钛矿材料锆酸锶(SrZrO3)正交相掺Co前后的晶体结构、电子能带结构及掺Co后的磁性质.结果表明:当Co-Co之间的间距L为0.4097nm,即最近邻,且体系为铁磁构型时对应的总能最低,表明Co掺杂进入钙钛矿B位后,容易出现Co离子的团簇聚集,出现铁磁性;电子能带结构图显示Co部分替代Zr4+后变为Co4+(3d5),相对于标准化合价的Co3+(3d6),有一条空的d轨道未占据,又由于掺杂Co后其d轨道与近邻O的p轨道有强烈杂化,有部分Co的d轨道及O的部分p轨道越过价带进入带隙,在0~2.60eV之间,自旋向上出现3条Co 3d能带,自旋向下出现7条Co 3d能带,且导带底向低能移动;部分Co离子替代钙钛矿B位的Zr4+后,体系出现磁性,由于Co离子形式化合价为+3,替代Zr4+后,这种空穴掺杂将在价带顶引入空的掺杂能级;态密度结果表明该能级为Co4+离子部分空的d轨道,通过O的p轨道,造成体系中Co3+、Co4+离子的出现,而它们之间的双交换耦合使得体系出现铁磁性.     

化合物Ce_3Rh_2Ga_2和Ce_3Rh_3Si_2的晶场效应计算

通过对D.Kaczorowski等人磁化率倒数—温度曲线的模拟,得到了稀土化合物Ce3Rh2Ga2和Ce3Rh3Si2的晶场系数、分裂能和相应波函数,计算结果与实验吻合较好.计算表明:Kramers离子Ce3+基态简并部分消除得到了双基态.     

氦原子Rydberg态1D-3D谱项分裂值的多体微扰计算

通过自洽迭代求解Hartree方程得到各组态下的轨道波函数。以此构造组态波函数为基矢,对氦Rydberg态1snd组态的^1D—^3D谱项分裂值进行了多体微扰计算,计算结果与实验结果符合得较好。对于由同科电子构成的组态,由于没有相应的^3D谱项,所以由此计算得到的二级以上单态、三重态的能级修正值是不对称的。     

基于能量传递的Pr3+:Ce3+:ZBLAN光纤中上转换激光器的研究

在Pr3+:Ce3+:ZBLAN光纤中,研究了Pr3+的4f5d上转换激发后向Ce3+的5d能级进行能量传递产生激光的可行性.考虑了以1D2为上转换中间能级的最佳泵浦方案,利用相关实验数据建立了粒子数速率方程和传播方程.经过数值计算表明:在此光纤中利用Pr3+向Ce3+的能量传递过程中,能够产生以Ce3+的5d能级为工作能级的激光振荡;最佳光纤长度为0.2m;输出镜的最佳反射率为70%～90%;阈值泵浦功率在20W以上.     

团簇V_3B_2成键及磁学性质研究

为深入研究团簇V_3B_2中成键方式及磁学性质,基于密度泛函理论(density functional theory,DFT)B3LYP/Lanl2dz水平对团簇V_3B_2进行全参数优化,对优化构型的轨道杂化和电子结构进行了系统的研究。基于总态密度及分波态密度的分析发现团簇V_3B_2所有存在的稳定构型中,V—B键的形成主要是V-3p、V-3d、B-2p的p-d-p杂化,与文献报道的p-d杂化及s-p-d杂化有所不同,且进一步的研究发现B-2p、V-3d、V-4s的p-d-s杂化及B-2s、V-4s的s-s杂化也对该键的形成有一定贡献,至今未见文献报道。基于轨道自旋态密度的磁性分析表明B的掺杂导致了团簇磁性的下降,团簇磁矩基本上是由V-3d轨道中未成对电子贡献。     

Pd掺杂CeO_2团簇活化甲烷C—H的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)计算了甲烷在Pd掺杂的CeO_2团簇(PdCeO_4~(2-)和PdCe_2O_6~(2-))上的活化情况.计算结果表明:Pd掺杂使CeO_2团簇活化甲烷的能力增强;单重态Pd掺杂CeO_2团簇活化C—H的能力总体上强于三重态团簇,而且团簇的构型和自旋多重度对反应能垒的影响较大;单重态团簇活化甲烷时反应过渡态为Ce(Pd)、O、H、C四中心结构,遵循四中心加成机理,最优活性位是在六元环团簇PdCe_2O_6~(2-)-A(S)的Pd—O(B2)位点,活化能垒仅为39.2kJ/mol;而三重态团簇活化甲烷时遵循氢摘除机理,过渡态由C、O、H三原子构成.此外,电荷分布和前线轨道分析结果表明,Pd掺杂CeO_2团簇活化甲烷时电子由团簇流向甲烷.     

Mgn(n=2～7)团簇的几何结构研究

采用密度泛函DFT中的B3LYP方法,选择sdd和6-311+g基组,对Mgn(n=2～7)小团簇的各种可能结构进行优化,得到了它们的基态平衡结构并计算出其原子化能.研究表明:随着团簇尺寸的增大,单个原子的平均原子化能逐渐增大.同时分析了团簇的最高占据轨道与最低空轨道之间形成的能级间隙.计算出了电子亲和能和电离势.最后分析了费米能级、电子亲和能和电离势的变化规律及其原因.     

稳定核^91Zr高自旋态实验研究

利用能量为44MeV的13C束流,通过重离子熔合蒸发反应82Se（13C,4n）91Zr布居了稳定核91Zr的高自旋态.基于γ-γ符合关系扩展了91Zr21/2＋同核异能态上的能级纲图,根据实验提取的γ跃迁的角分布系数对部分能级的自旋进行了指认.前人对21/2＋同核异能态下正负宇称能级已指认为质子在π（p1/2,g9/2）轨道的激发耦合价中子vd5/2;在π（f5/2,p3/2,p1/2,g9/2）和v（d5/2,s1/2,d3/2,g7/2,h11/2）空间内,经过系统性的分析和比较91Zr邻近核高自旋态能级结构,指出同核异能态上正宇称态激发机制依次为质子跨越38子壳π（f5/2,p3/2）→πp1/2激发和中子跨越50闭壳vg9/2→vd5/2激发,同核异能态上负宇称态可能涉及质子跨越38子壳π（f5/2,p3/2）→πg9/2激发与价中子vd5/2→vh11/2激发的竞争.     

类镍离子精细结构能级和辐射寿命

高离化和高激发原子结构参数和跃迁参数的精确计算,对天体物理、热核聚变实验、等离子体诊断和束箔光谱的识别,特别是对真空紫外激光器的研究都有重要的意义.用加Breit修正和QED修正的全相对论多组态自洽场方法,计算了类镍钼离子Mo XV的1s、2s、2p-、2p、3s、3p-、3p、3d-、3d、4s、4p-、4p、4d-、4d、4f-、4f、5s、5p-、5p、5d-、5d、5f-、5f、5g-、5g、6s、6p-、6p、6d-、6d、6f-、6f、6g-、6g轨道的1772个精细结构能级和辐射寿命以及各能级间的电偶极、磁偶极、电四极和磁四极跃迁的跃迁波长、跃迁几率和振子强度,能级的计算值和已知实验值之间的相对误差小于0.38%.从计算结果中发现了一些寿命较长的亚稳态能级.