立方d~5络合物g张量理论与Mn~(2+):CaF_2、Mn~(2+):KZnF_3的光学和磁学性质研究

关于如何统一解释立方d~5络合物的EPR(Electron paramagnetic resonance,电子顺磁共振)参量(零场分裂参量a和g张量)与光谱的问题,自1934年van Vleck和Penney提出以后,长期得不到解决.直到1990年前后,邝和周等才给出了统一计算参量a和光谱的两种不同的方法,但未解决g张量的计算问题.d~5离子的g张量计算比其它d~n(n≠5)离子困难得多,是因为基态~6S为轨道单态,不会被任何晶体场分裂,以致通常的g张量公式不能采用.最近周和杨发展了一种单行列式基函(SDB)EPR理论方法,给出了有效自旋为1/2的d~5离子的g张量公式.但大多数情况下d~5离子的有效自旋为5/2,所以上述SDB方法尚待完善.本文在周等工作的基础上导出普遍适用的立方场d~5离子g张量公式,并对d~5络合物Mn~(2+):CaF_2和Mn~(2+):KZnF_3的零场分裂参量a、g张量和光谱进行统一计算,作出统一解释.值得指出的是,周等方法的基础是在自旋-轨道耦合空间的SГβГ’γ’表象内将d电子间静电相互作用(?)_(ee)(B,C)、晶场作用能(?)_c(D_q)和自旋-轨道相互作用(?)_(so)(ξ)同时(而不是逐次)对角化,这不同于流行的弱场耦合、强场耦合和中等场耦合等逐次对角化图象,而是一种统一晶场耦合图象(Unified crystal-field coupling scheme,缩写为UCFC图象).由于这种图象不需     

高压下石榴石Gd3In2Ga3O12的合成

Gd_3Ga_5O_(12)稀土材料具有Ga~(3+)离子易于被其它离子部分取代的特点.Gd_3Sc_2Ga_3O_(12),Gd_3Lu_2Ga_3O_(12)和Gd_3In_2Ga_3O_(12)作为膜磁光材料YIG和Y_(3-x)Bi_xFe_5O_(12)的衬底引起关注. 这些材料可以通过固相反应、浮熔法、提拉法合成,但它们的高压合成未见报道.本文首次利用高温高压方法实现了Gd_3In_2Ga_3O_(12)的合成,并对其合成区进行了研究.     

GaAsP混晶中Fe深受主中心的性质

一、引言 通过深能级瞬态方法、光吸收、光致发光及电子顺磁共振等研究,已经证明,在化合物GaP及GaAs中,Fe作为孤立替位杂质占据Ga位,形成深受主中心,具有Td晶场对称性,在中性状态时为Fe~(3+)(3d~5),从价带接受电子(即空穴发射)后为Fe~(2+)(3d~6),晶场作用使3d原子的~5D能级分裂为~5E基态及~5T_2激发态。对Fe中心的热发射率及光发射率的实验测量,相应于Fe中心基态的空穴跃迁,其激活能在禁带中的能级标志为Fe~(3+)/Fe~(2+)。     

(C_5H_5NO)_2 CuCl_2中Cu~(2+)零场分裂的研究

过渡金属族d~9(d~1)电子组态的离子在任何对称晶场中,零场分裂轴对称分量D和斜方分量E理论上为零.例如,文献[1～7]研究了络离子中Cu~2+(d~9)离子的光学、磁学和电子顺磁共振(EPR)性质,均无D和E出现.然而,Kokoszka等的EPR(Electron paramagneticresonance)实验发现晶体(C_5H_5NO)_2CuCI_2Cu~2+离子的D和E都不为零,该疑惑迄今尚无满意的理论解释.本文根据该晶体的结构,采用d~9-d~9电子组态对模型:(i)合理地解释了零场分裂D,E反常出现的疑惑;(ii)用组态对内部的双跃迁机制解释了21000cm~-1谱带出现的原因,并预测25000cm~-1以上存在另一条双跃迁谱.     

MoCl_3(OC(NH_2)_2)_3的晶体和分子结构

Mo(Ⅲ)离子具有4d~3的电子构型,预期的八面体6配位已在K_3Mo(NCS)_6·H_2O·CH_3COOH、MoCl_2(Py)_3和MoCl_3(tu)_3的X射线结构研究中得到证实。但对单核的Mo(Ⅲ)络合物的结构研究为数尚少,因此在这方面继续进一步的研究是必要的。Evdokimov和Kumorita等已报告过MoCl_3(urea)_3的制备和某些性质。为了得到关于结构方面的更多的情报,我们用X射线衍射研究了MoCl_3(urea),的晶体结构。     

α-Al_2O_3晶体中3d~2离子基态能级零场分裂的S-S耦合

过渡金属离子3d~2掺杂的α-Al_2O_3晶体的电子自旋共振波谱(ESR)已有许多研究,认为存在强烈的零场分裂,D≈8cm~(-1).该零场分裂即基态中自旋简并的~3A_2能级的自旋M_S=±1与M_S=0的分裂,而M_S=±1的自旋简并尚未被解除.过去一般认为该零场分裂是由于~3A_2能级受到自旋-轨道(Spin-Orbital)耦合作用的结果.但是本文作者根据Wertz的自旋     

碱土金属复合氟化物体系中钐离子的价态及光谱

一定条件下钐离子、铕离子、镱离子等都具有明显的变价特性。钐离子通常以+3价形式存在,Sm~(3+)电子构型为[Xe]4f~5,基态光谱项为~6H_(5/2),4f能级最低激发态为~4G_(5/2)。Sm~(2+)在溶液中很不稳定,极易被氧化,但在某些固态化合物中Sm~(2+)能够比较稳定存在。通过适当的还原方法可以制得+2价钐的化合物。Sm~(2+)电子构型为[Xe]4f~6,基态光谱项为~7F_0,4f能级最低激发态光谱项为~5D_0。通常~5D_0能级位置较其4f~5d激发态能级下限位置低,因此室温     

CaF_2:Ce~(3+)晶体的光谱性质及γ线辐照效应

Ce~(3+)只有一个4f电子,基态能级为~2F_(5/2)和~2F(7/2),两能级差约为2200cm~(-1),Ce~(3+)不同于其它三价稀土离子,一般是d→f跃迁,特征发射为d→~2F_(5/2)和d→~2F_(7/2)跃迁引起的两宽带。CaF_2∶Ce~(3+)晶体中,当Ce~(3+)取代Ca~(2+)时,存在电荷补偿问题。Manthey讨论了CaF_2∶Ce~(3+)中间隙F~-充当电荷剂问题,Feofilov探讨了CaF_2∶Ce~(3+)的氧补偿问题,指出当有氧存在时,它     

无机玻璃中钕离子Nd~(3+)的能量转移过程——Ⅰ.辐射跃迁

钕离子Nd~(3+)在无机玻璃中属于四能级发光,钕离子吸收光泵能量,使4f电子产生内壳层跃迁,首先从能级Ⅰ(基态)激发到能级Ⅳ(激发态),然后由能级Ⅳ转移至能级Ⅲ(亚稳态),在此形成粒子数的积累,再从能级Ⅲ跃迁到能级Ⅱ(终态)。     

类氦离子3S态本征能的非变分精确计算

与现行的其它超球谐方案相比,邓从豪等提出的直接求解多体Schrdinger方程的超球谐-广义Laguerre函数方法(HHGLF)具有径向收敛快、波函数形式解析和适合大基组计算等优点。但同其它方案一样,HHGLF方法也存在角度部分收敛慢(收敛需超球谐数目大)的缺点。由HHGLF方法很难得到与变分能量或实验值相近的本征能。为解决此问题,我们曾将相关函数(CF)的思想引入到HHGLF方法,提出了相关函数-超球谐-广义Laguerre函数方法(CFHHGLF)。由于相关函数描述了多体波函数的特点,波函数中剩下的部分就是超球谐基函数所容易拟合的。CFHHGLF方法已成功地应用于He和一系列类He离子的基态1~1S,以及与基态对称性相同的激发态n ~1S(n=2～5),得到了与变分数值吻合的本征能量。由CFHHGLF方法,通过利用置换群S_3的二维不可约表示之基代替超球谐基函数,也得到了与变分值相近的Li原子的基态~2S本征能。本文拟将CFHHGLF方法应用于类氦离子的~3S态,以进一步验证其适用性和精度。     

Cr3+浓度对钒液流电池正极液的电化学性能影响

电解液组成对钒液流电池(vanadium redox flow batteries,VRB)的电化学性能影响较大.本文采用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)和电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)研究了正极液中Cr3+浓度对V(Ⅴ)/V(Ⅳ)电对的电极过程的影响规律,发现Cr3+没有引发副反应,但影响反应活性、电极反应可逆性、钒离子扩散、界面膜阻抗和电极反应阻抗等电化学性能.实验结果表明,Cr3+在一定浓度范围内可以提高电极反应的可逆性和钒离子扩散,当Cr3+浓度由0增大至0.30g L-1时,V(Ⅴ)/V(Ⅳ)电极反应可逆性增强,同时扩散阻抗降低,钒离子扩散系数由参照溶液中的(5.48~6.77)×10-7增大至(6.82~8.44)×10-7cm2s-1,提高了~24%,但是当浓度大于0.30g L-1时,扩散阻抗增大,扩散系数降低,而界面、液膜和电荷转移等阻抗持续增大.因此,Cr3+在一定浓度范围内可以强化钒离子的扩散与传质过程,但是会增大液膜、界面和电荷转移等阻抗,并且浓度不超过0.10g L-1时对电极反应过程影响不大,浓度不超过0.30g L-1时对钒离子的扩散有利.     

CsMgBr_3:Ni~(2+)的光、磁性质理论研究

关于掺过渡金属离子的CsMgX_3(X=Cl,Br,I)类型晶体的光学及顺磁性质,实验上已被广泛地加以研究,Mcpherson等人细致地测定了CsMgX_3:Ni~(2+)的光学吸收谱和电子顺磁共振(EPR)谱,并由此确定了一组EPR参量(D、g(?)、g(?)),文献[5]对观测结果作过理论分析,但由于采用了粗略的O_h晶场近似,因而不能解释光谱的精细结构,特别是基态     

复合氟化物中Ce~(3+)对Eu~(2+)的能量传递研究

Eu~(2 )和Ce~(3 )是重要的变价稀土离子.Eu~(2 )可产生d—f和f—f两种不同的跃迁发射.利用Eu~(2 )d—f和f—f跃迁的特点,使Eu~(2 )能够成为紫外及可见区可调谐激光材料和荧光材料的优良激活离子的候选者.Ce~(3 )不同于其他稀土离子,一般表现为d—f跃迁.由于Eu~(2 )和Ce~(3 )电子跃迁的特点,它们既可作为优良的激活剂,又可作为对其他离子发光增强的有效敏化剂.我们系统地研究了Eu~(2 )和Ce~(3 )在复合氟化物中的光谱性质及其变化规律,并首次实现了复合氟化物中CEu~(3 )对Eu~(2 )的能量传递.本文提出Ce~(3 )对Eu~(2 )能量传递模型,计算能量传递几率和临界传递距离,阐述Ce~(3 )对Eu~(2 )能量传递的一般结论.     

Eu~(3+)离子在碱土金属硅酸盐中的发光

引言稀土元素是硅酸盐等基质的良好激活剂。由于硅酸盐基质具有较高的化学稳定性和耐热性,所以很早就有人对硅酸盐为基质的发光材料进行研制。最近又报道了稀土离子激活的稀土硅酸盐发光材料的合成。激活剂Eu~(3 )离子在单一碱土金属硅酸盐中的发光,在文献中曾有报道,Jenkins和Mckeag曾研究过Eu~(3 )离子在MeO—SiO_2中的发光行为。然而,Eu~(3 )     

异金属3d-4f希夫碱配合物的制备、晶体结构及近红外发光性能

以水杨醛型希夫碱N,N′-双(5-溴-3-甲氧基-水杨醛)-1,3-乙三胺(H2L)为配体,合成了3个3d-Yb配合物[ZnYbL(NO3)2(OAc)](1),[Zn4Yb2L4(1,4-BDC)2]·[Yb(NO3)5(H2O)](2)和[CuYbL(NO3)2(OAc)(CH3OH)](3).六核配合物2是由二核配合物1和对苯二甲酸(1,4-BDC)反应而成,晶体结构表明,桥联配体对苯二甲酸将2个三核Zn2Yb单元连结起来,构筑了含更多金属核数的配合物2.荧光性质研究表明,在配合物1和2中,由Zn/L组成的发色基团对Yb3+离子的近红外发光有敏化作用,配合物2的稀土荧光发射略强于配合物1.在配合物3中,Cu2+离子的存在对稀土荧光具有淬灭作用.     

激基复合物的溶剂效应

分子受光激发以后,变成激发态的分子,在回到基态之前,可以与相同的基态分子相互作用,形成激基缔合物(Excimer),也可以与不同的基态分子相互作用形成激基复合物(Exciplex)。由于在光化反应和光电导过程中,激基复合物常常成为中间产物,因而受到人们的重视。weller提出形成激基复合物伴随有电子的转移,因此随着溶剂极性的增强,有离子形     

稀土对3’,5’-环腺嘌呤单核苷酸与3’,5’-环鸟嘌呤单核苷酸的快速断裂作用

在温和条件下能快速切断核酸的人工酶有许多重要的潜在应用价值,如作为模拟的限制性内切酶并发展到新的抗癌药物,因此,长期以来人们致力于研究具有高效率及高选择性的人工酶.关于稀土对核酸断裂作用的研究尚不多,而稀土对环核苷酸的催化水解作用只有Sumaoka等曾报道Ce~(3+)对3’,5’-环腺嘌呤单核苷酸(cAMP)有快速的水解作用,稀土对不同环核苷酸的催化水解作用尚未见报道.3’,5’-环腺嘌呤单核苷酸与3’,5’-环鸟嘌呤单核苷酸(cGMP)具有调节细胞应答及细胞间信息传递的作用,且细胞内不同环核苷酸的变化与某些心血管疾病的发病机理有关.本文用高压液相色谱(HPLC)和核磁共振(NMR)研究了稀土对cAMP与cGMP的断裂作用,并深入探索了其机理,这对于寻找高效率及高选择性的核酸催化体系,阐明稀土在生物体内的作用具有重要的意义.     

3d~3组态在D_(3d)对称晶场下的微扰矩阵及对CoCl_2晶体的应用

自然界中存在大量的过渡金属离子(V~(2+) Cr~(3+), Co~(2+))所构成的络合物晶体,其中,不少晶体具有低对称度D_(3d)的立体结构。为了把该类晶体的结构数据同它们的电子吸收谱定量地联系起来,本文推导了3d~3电子组态在D_(3d)对称晶场下的哈密顿微扰矩阵公式。作为公式的应用,我们计算了晶体CoCl_2的电子吸收谱。考虑到晶体CoCl_2中卤素配体的特殊结构,我     

La++NH3→La~+NH+H2反应的从头算研究

近些年,过渡金属离子与一些小分子的气相反应研究是一相当活跃的领域.Clem mer等实验研究了Sc~ ,Ti~ ,V~ 与氨的反应.对脱H_2反应:M~ NH_3→M~ NH H_2,主要是通过氧化加成一个N-H键形成中间体H-M~ NH_2,此中间体对Sc~ 而言是单重态的,对Ti~ 而言是双重态.参与反应的离子,当它们的电子态不同,其反应活性也不同,他们用“自旋守恒”概念来解释.自旋守恒的关键是考虑插入中间体H-M~ -NH_2,比如:V~ 参加的反应,V~ 的4个价电子…-NH_2的基态必定为三重态,这样,V~ 的激发态a~3F比其基态a~5D反应活性高,因为激发态a~3F与比较稳定的中间体保持了相同的自旋.     

BaO-B_2O_3-NdAl_3(BO_3)_4赝三元系统析晶关系和粘度

NAB[NdAl_3(BO_3)_4]晶体是制作长距离单模光纤通信的激光光源的一种有前途的材料。这种晶体是用熔剂法生长的。据文献报道,一般认为K_2Mo_3O_(10)和BaO-B_2O_3熔剂较好。对于K_2Mo_3O_(10)熔剂作了很多研究,但对BaO-B_2O_3熔剂研究甚少。BaO-B_2O_3熔剂有着钡离子不像钼离子易进入晶体,挥发性低,毒性小和对铂坩埚的腐蚀性小等优点。本工作从BaO-B_2O_3-NAB赝三元系统析晶关系、粘度等方面进行了研究。首次测定了在1120—900℃范围内慢速降温(2℃/h)的BaO-B_2O_3-NAB赝三元系折晶关系,找