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.     

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。     

Er/Yb:KYW晶体的各向异性与偏振特性

在室温下测试Er/Yb:KYW晶体的Ng,Np,Nm 3个轴方向的吸收光谱、偏振吸收光谱和偏振荧光光谱.不同轴方向的吸收特点及计算的相关光谱参数表明该晶体有着明显的各向异性.研究此晶体的偏振光谱,发现其具有强烈的偏振性.     

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.     

磁光晶体磁致偏振特性测试实验系统

搭建了磁光晶体的磁致偏振特性测试系统，此系统可在连续可调磁场下(0～1．5T)对磁光晶体的磁致偏振特性进行测试．本文给出了改进实验系统的方法，并对实验步骤做了归纳．     

Nd：YAP激光晶体偏振光谱的测量与分析

从分析Nd：YAP和Nd：YAG两种激光晶体的优缺点入手．指出前的各向异性能够提供许多特殊的用途．讨论了它的能级和光谱特性。详细介绍了该晶体偏振吸收谱、偏振受激发射截面谱和荧光寿命的测量方法．并给出了两块沿α轴切割的Nd：YAP晶体的测量结果和分析．这些分析与测量反映了Nd：YAP晶体各向异性的特性优势．将使其在固体激光器应用领域可以成为传统Nd：YAG晶体很有潜力的替代．     

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.     

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.     

钨酸铅的非德拜型介电谱

在室温至150℃范围测量了纯PWO4晶体和掺镧(La)PWO4晶体的频域介电谱，发现两种样品的介电弛豫都不是德拜型的，晶体中的空位和杂质形成的二和三级结构使得频域介电谱和样品的热力学历史有关。     

三角晶格太赫兹波光子晶体波导的带隙特性

用平面波展开法研究了三角晶格太赫兹波（THz）光子晶体波导的带隙特性。分析晶格常数为α=0．1mm的三角晶格硅介质柱二维光子晶体,通过数值计算,当填充率在f=0．801时,H偏振和E偏振出现重叠的最大绝对光子带隙,研究结果为三角晶格太赫兹波光子晶体波导器件的开发提供了理论依据。     

含氧空位的CaMoO4晶体电子结构和光学性质的研究

用CASTEP软件包对含氧空位的CaMoO4(CMO)晶体进行了结构优化,计算了含氧空位的CaMoO4(CMO)晶体和完整CMO晶体偏振光的电子结构、介电函数和吸收光谱.计算表明,CMO晶体光学性质表现出各向异性,且其对称性与晶格结构几何对称性一致.计算得到的吸收光谱表明,完整的CMO晶体在可见光和近紫外线范围内不出现吸收带,而含氧空位的CMO晶体的吸收光谱却在1.84 eV(673 nm)处出现一个峰.CMO晶体中680 nm的吸收带的出现与CMO晶体中氧空位的存在相关.     

基于第一性原理的BaTiO3晶体电子结构和光学性质研究

应用第一性原理模拟得到了完整的压电材料BaTiO₃晶体的态密度、介电函数、吸收光谱、复折射率和复数光电导谱.计算结果表明,介电函数虚部、吸收光谱、复折射率和复数光电导谱的峰值位置存在对应关系,它们均与BaTiO₃晶体的的电子结构有关.计算结果与实验结果基本相符.     

Crystal and electronic structure study of the Li_2Mn_(1-x)Nd_xO_3 battery cathode

Neodymium substituted Li_2MnO_3 samples were prepared by the solid-state reaction method. The crystal and electronic structure properties of the prepared samples were investigated by x-ray based techniques. According to the analysis, it was determined that Nd atoms did not sit in to the Cr coordinations in Nd substituted samples and built up a different crystal structure. To support the analysis of the crystal structure study of the samples,electronic structure properties of the Nd substituted samples were studied via the collected data by x-ray absorption fine structure(XAFS) spectroscopy from the Mn K-edge. The results of the data analysis revealed that due to the misfit with the ionic radii and also the oxidation states, substituted neodymium atoms built up isolated crystal domains in Li_8Mn_5Nd_(18) O_(39) cubic crystal structure. The symmetry in Mn K-edge absorption data of the sample both in parent Li_2MnO_3 and Nd substituted samples confirmed that Mn coordinations has not been influenced by the Nd substitution.     

Zn1-xCoxSe 电学和光学性质的理论研究

应用基于密度泛函理论的第一性原理计算和研究了Zn1-xCoxSe的能量、几何结构、电学和光学性质等。计算发现,Co原子掺入ZnSe晶格常数减小,并导致晶格畸变;分析了电子态密度图,结果表明带隙变窄;计算了吸收系数,结果表明吸收峰展宽至更长波长区域。     

La掺杂YB6的电子结构与光学性能的第一性原理研究

为了探究掺杂对材料光学性能的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理的平面波赝势方法研究313 K时YB6、La0.125Y0.875B6、La0.250Y0.750B6的电子结构、能带结构和光学性能。结果表明,La替换Y原子掺杂YB6使总态密度和能带结构能量下降,随着YB6中La掺杂量增加至25%时,材料会明显降低对近红外线的反射率和吸收系数,反而增加透过性。     

Synthesis,characterization, and theoretical study of N,S-codoped nano-TiO<Subscript>2</Subscript> with photocatalytic activities

Nitrogen and sulfur doped titanium dioxide photocatalysts were prepared by the sol-gel method. The products were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and UV-visible diffuse reflectance spectra (DRS). Photocatalytic activities of the samples were investigated on the degradation of methyl orange (MO). The effect of the dopants on the electronic structure of TiO₂ was studied by the first-principles calculations based on the density functional theory (DFT). The orbital hybridization resulted in energy gap narrowing and electronic delocalization in the crystal of doped TiO₂. Mobile electrons of varied energetic states could offer enhanced electron transfer, together with optical absorption improvement. The results show that the doping elements of N and S play a cooperative role in the modification of electronic structure, which enhances the photocatalytic performance. The experimentally observed absorption edges of N-doped TiO₂, S-doped TiO₂, and N, S-codoped TiO₂ are 420, 413, and 429 nm, respectively, which can be explained by the theoretical calculation results.     

N,Cd TiO2光催化活性的实验与理论研究

 采用热分解法制备了N, Cd共掺杂纳米TiO₂光催化剂,通过XRD、XPS和UV-DRS等对样品进行了分析表征,并以甲基橙为目标降解物考察了其光催化性能。实验表明产物N, Cd TiO₂为锐钛矿型,颗粒约为10~15 nm,N取代了TiO₂晶格中的O原子,而Cd以游离态分布在TiO₂表面;其光吸收发生明显红移;光催化活性提高,N、Cd在提高TiO₂的光催化活性方面具有协同作用。采用第一性原理方法,对其电子结构和光学性质进行了理论计算。结果发现在N,Cd TiO₂的带隙中出现了N2p和Cd5s的杂质能级,价带的电子可以吸收较小的能量跃迁到杂质能级上,接着二次激发跃迁到导带上,电子跃迁变得容易,吸收波长向可见光区移动。计算结果很好地解释了实验现象。     

纳米SrTiO3的光声光谱

采用不同的灵敏度分段对纳米SrTiO3的光声光谱进行了测定,结果表明纳米SrTiO3的光学吸收边比单晶和薄膜有大于0.1eV的蓝移.10nm的样品蓝移量超过0.2eV.运用缺陷能级之间的电子跃迁解释了光声光谱中出现的吸收峰;运用尺寸效应解释了光学吸收边蓝移的原因.     

(Fe,N)双掺杂MgF2电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)平面波超软赝势方法并选择GGA+ PBE相关泛函理论,计算并对比了纯MgF2晶体、Fe掺杂MgF2晶体、N掺杂MgFz晶体和(Fe,N)不同位置双掺杂MgF2晶体的晶体结构、电子结构以及吸收光谱.研究了不同替位掺杂方式对MgF2光催化活性的影响,并在此基础上给出了掺杂后离子之间的协同作用机理.结果表明:Fe和N近邻双掺杂在可见光范围内的光吸收效率较非近邻更强,为(Fe,N)双掺杂调制的较佳方式.