对不同掺杂浓度La3+:PbWO4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La^3＋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La^3＋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-Xa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La^3＋时晶体的吸收边紫移，高浓度掺La^3＋时晶体的吸收边红移，计算结果与实验结果相符、计算表明，La^3＋：PWO4晶体中掺La^3＋可以有效地抑制420nm吸收.     

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.     

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.     

钨酸铅晶体中掺杂阳离子的计算机模拟

用缺陷化学方法讨论了Nd3 、Th4 、Sb5 掺杂PbWO4(PWO)中可能存在的杂质缺陷模型,用GULP软件计算了不同杂质缺陷的生成能.计算结果表明,Nd3 和Th4 将占据PWO晶体中VP2b-周围的Pb位,对VP2b-的电荷补偿抑制了PWO晶体中420 nm吸收带.Sb5 在高浓度掺杂时将占据PWO晶体中V2O 周围的W位,并由于占据W位所呈现的一价负电性补偿V2O 的正电性,使孤立的铅空位增多,引起350 nm吸收的减弱和420 nm吸收的增强.     

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。     

掺氟钨酸铅晶体的电子结构研究

用密度泛函的方法计算了掺氟钨酸铅晶体(F^-：PbWO4)的电子结构．结果表明，杂质F^-离子的掺入使得部分O的2p态和W的5d态分裂并进入到禁带中，使得禁带宽度变窄．F的2p态距离价带顶6．0eV左右，因而不会影响晶体的蓝发光．F^-离子替位氧离子O^2-可以部分地补偿由于铅空位VPb所造成的局域电荷失衡，阻止铅空位VPb抓住空穴形成复合色心．因此，可以减弱420nm吸收带，有效地增加光产额．     

镁铁双掺杂LiNbO3晶体的光谱研究

测试了镁铁双掺杂LiNbO3晶体的紫外－可见和红外吸收谱，发现掺镁阈值以下的晶体在482．5nm处有一小吸收峰，认为是由晶体场引起的FeLi^3 离子d-d禁戒跃迁所至，在掺镁超过阈值的晶体中此峰趋于消失，说明Fe^3 离子掺镁阈值前后所处的晶体场发生了变化，进而推测了铁离子的占位发生了变化。结合OH^-谱3504cm^-1吸收带的出现，进一步说明了阈值以上Fe进入Nb位。     

掺Nb5+钨酸铅晶体的计算机模拟

应用GULP计算软件模拟计算了掺Nb5 的PbWO4(PWO)晶体中,Nb5 可能存在的位置以及对应的各种缺陷的生成能.通过比较生成能的大小确定了Nb5 在PWO晶体中最可能的存在方式,并对其电荷补偿机制进行了分析.计算结果表明,在掺Nb5 ∶PWO中,Nb5 首先占据邻近缺氧的W6 位,但不可能由F心或F 心来作为补偿,其电荷补偿形式应为[NbO3 VO] —[NbO4]-,改变了在晶体中与350 nm吸收带有关的氧空位V2O 的电荷补偿机制,从而抑制了350nm吸收.     

氧化还原对掺铁LiNbO3晶体的吸收边和透过率的影响

着重研究了经过不同氧化还原处理的不同掺杂及浓度的掺铁铌酸锂晶体的吸收边和透射谱，认为晶体的能带结构随掺杂离子及离子的价态变化而变化，并解释了吸收边的有关实验结果．     

Er/Yb双掺杂Li_6Y(BO_3)_3晶体的偏振光谱性能

采用提拉法生长得到了Er/Yb双掺杂的Li6Y(BO3)3晶体,测定了晶体中实际的Er3+和Yb3+离子浓度,在室温下记录了晶体的偏振吸收和发射光谱,测定了1 030 nm和1 535 nm处的荧光衰减曲线,并计算了Yb3+与Er3+离子间的能量传递效率。相比于Er3+离子单掺杂Li6Y(BO3)3晶体,Er/Yb双掺杂晶体在1 000nm附近处的吸收明显增强,在1 550 nm波长附近宽达200 nm的宽带发射以及Yb3+与Er3+离子之间有效的能量传递表明Er/Yb双掺杂的Li6Y(BO3)3晶体是一种潜在的可用于可调谐及超短脉冲激光的介质。     

Cr3+离子在SrLaAlO4中电子顺磁共振参量的理论研究

电子顺磁共振谱(electron paramagnetic resonance,EPR)参量对杂质离子局域结构极为敏感,对EPR参量的理论研究可以用来确定材料的离子占位和缺陷结构等.从晶体场理论出发,用高阶微扰公式和晶体结构数据和重叠模型获得晶场参量,计算出Cr3+离子在八面体晶体SrLaAIO4中的的自旋哈密顿参量g因子和零场分裂参量D,计算中所用到的参量由该晶体的光谱和结构数据获得,计算结果和实验数据较为符合,并对计算结果进行了分析.     

四角晶场中K2ZnF4：Ni^2＋的零场分裂D

根据杂质离子可能引起晶体中杂质周围局部结构的畸变，本文计算了晶体Ｋ２ＺｎＦ４：Ｎｉ２＋的零场分裂参量Ｄ，并预言了低温下（４．２Ｋ）晶体结构的畸变     

氧和铝在氧化铝中的自扩散参数评估

评估了氧和铝在Ａｌ２Ｏ３中的自扩散参数,分析了其扩散机理．得出：（１）在１７７０～２１００Ｋ 温度范围内,氧分压不超过１．０×１０５Ｐａ时,杂质总含量为３０×１０－６～５００×１０－６,Ｍｇ,Ｔｉ含量低于３０× １０－６的未掺杂Ａｌ２Ｏ３单晶中,氧的自扩散系数与温度的关系式,氧分压和扩散方向对该扩散系数 值影响不明显．（２）在１９４３～２１７８Ｋ范围,多晶Ａｌ２Ｏ３中铝的自扩散系数在１０－１５到１０－１４ｍ２／ｓ之间, 扩散活化能为 ４７７ ｋＪ／ｍｏｌ．（３）单晶Ａｌ２Ｏ３中主要杂质为ＴｉＯ２和 ＭｇＯ,掺Ｔｉ将降低氧的自扩散系 数,增加铝的自扩散系数;掺Ｍｇ使氧的自扩散系数略有增加;其他杂质对氧和铝在Ａｌ２Ｏ３中的 扩散系数影响不大．（４）氧和铝均通过空位扩散．     

磷酸钇晶体物理性质及本征缺陷的研究

运用GULP软件并采用已有的势参数计算了理想YPO_4晶体的物理性质和本征缺陷,得到的晶体结构参数与实验结果基本吻合.根据计算得到的力学性质表明,YPO_4晶体在(100)方向的抗应变能力最强.对YPO_4晶体的热学性质的计算结果表明,不能忽略在高温条件下振动熵对YPO_4晶体本征点缺陷形成能的影响.由本征点缺陷形成能的计算结果得知氧空位和氧的弗伦克尔缺陷在晶体中相对容易形成.     

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．     

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．     

ZnSe：Mn电子态的DV—SCC原子簇计算

本文用DV-SCC原子簇方法计算了ZnSe:Mn的电子态。Mn3d杂质态位于带隙中,与Se4p及Zn4s有较强的杂化,对三种情况下电子态的分析认为,簇外电荷量及原子簇电荷量的选取方法,对结果影响很大,自旋极化计算,得到的Mn 3d杂质态的跃迁能量与实验值很好地符合。用自洽场方法计算的晶场参数表明:自洽方法,被函数靠近芯区部分分布较合理,外部分布误差较大。     

KCl:Pb~(2+)单晶中的低频喇曼信号及相应的点缺陷

在绝对温度77K经x射线辐照后的KCl:Pb~(2+)单晶中观察到一个频移为30cm~(-1)的低频喇曼信号.结合测量信号强度随x射线辐照时间的变化及F带光对相应的点缺陷的影响,推断这一低频信号可能起因于被杂质铅稳定的填隙氯离子的局域振动.