LiYF4:Pr3+能级晶场分裂链的计算

本文首次在稀土离子晶场光谱拟合中引进了唐敖庆等人的张量算符方法,从而获得了激光和上转换材料LiYF₄:Pr³⁺对应于晶场群链(R₃?T_d?D_2d?S₄)的能级分裂链,逐级晶场参量值和逐级近似波函数。这就为分析其有关空间电荷分布构形,讨论其光谱强度和其它光学、磁学、热力学性质等提供了逐级近似的依据。 关键词：     

硼酸铝钕[NdAl3（BO3）4]晶体的晶场能级与发光特性

本文利用晶场理论分析了NdAl_3(BO_3)晶体的光谱特性和相应的能级结构。计算出该晶体的晶场参数,并由此得到了在晶场作用下4~F_(3/2),4~I_(11/2)和4~I_(9/2)三个谱项的所有斯塔克(Stark)子能级的本征波函数。利用所得的波函数和荧光分支比的实验值,用Judd-Ofelt理论估算了4~F_(3/2)→4~I_(11/2)的子能级间跃迁几率的相对值,并讨论了相应的偏振特性,较好地说明了激光和荧光实验的结果。     

CaZrO3∶Mn^4＋晶体g因子及光谱的研究

推导了晶体中立方(Oh对称)的3d3八面体基团的g因子的高阶微扰公式;其中,既包括了传统的晶场机制(涉及与d—d跃迁光谱有关的晶场激发态与基态的相互作用)的贡献,也包括了以前在晶体场理论中被忽略的荷移机制(涉及与电荷转移光谱有关的荷移激发态与基态的相互作用)的贡献。采用这个公式和由CaZrO3∶Mn4 晶体光谱所得的参量,文章计算了该晶体的g因子(也包括了d—d跃迁光谱),计算结果与实验值能很好地吻合一致。计算中发现,荷移机制对g因子移动Δg(≈g-2.0023)的贡献在符号上与晶场机制的贡献相反,但大小已达到晶场机制贡献的62%。这表明,对晶体中高价态的3d3离子(如Mn4 和Fe5 )八面体基团,合理地解释其g因子(或其他电子顺磁共振谱参量)应同时考虑晶场机制和荷移机制的贡献。     

CaZrO3:Mn4+晶体g因子及光谱的研究

推导了晶体中立方(Oh对称)的3d3八面体基团的g因子的高阶微扰公式;其中,既包括了传统的晶场机制(涉及与d-d跃迁光谱有关的晶场激发态与基态的相互作用)的贡献,也包括了以前在晶体场理论中被忽略的荷移机制(涉及与电荷转移光谱有关的荷移激发态与基态的相互作用)的贡献.采用这个公式和由CaZrO3:Mn4 晶体光谱所得的参量,文章计算了该晶体的g因子(也包括了d-d跃迁光谱),计算结果与实验值能很好地吻合一致.计算中发现,荷移机制对g因子移动Ag.(≈g-2.002 3)的贡献在符号上与晶场机制的贡献相反,但大小已达到晶场机制贡献的62%.这表明,对晶体中高价态的3d3离子(如Mn4 和Fe5 )八面体基团,合理地解释其g因子(或其他电子顺磁共振谱参量)应同时考虑晶场机制和荷移机制的贡献.     

四角对称晶场中4B1(3d3)态离子的磁相互作用及其自旋哈密顿参量研究

基于完全对角化方法,研究了4B1(3d3)态离子在四角对称晶场中的磁相互作用,分析了自旋哈密顿参量(b02, g∥, g⊥, Δg)的微观起源.结果表明:在被考虑的大部分晶场区域,人们通常考虑的SO(spin-orbit)磁相互作用的贡献最为重要;然而,对于零场分裂参量b02而言,来自其他机理(包括SS(spin-orbit),SOO(spin-other-orbit),SO-SS-SOO)的贡献在大部分晶场区域超过了20%;在部分晶场区域,其他机理的贡献甚至超过SO机理的贡献.详细地分析了Macfarlane 零场分裂参量b02近似三阶微扰理论的收敛性,结果表明:该理论在大部分晶场区域收敛性较差.讨论了3d3态离子第一激发态2Eg分裂的微观起源.并利用群论方法解释了在C4v和C3v对称晶场中2Eg态分裂的不同机理.     

四角对称晶场中4B1(3d3)态离子的磁相互作用及其自旋哈密顿参量研究

基于完全对角化方法，研究了⁴B₁(3d³)态 离子在四角对称晶场中的磁相互作用，分析了自旋哈密顿参量(b⁰₂, g_∥, g_⊥ , Δg)的微观起源.结果表明 ：在被考虑的大部分晶场区域，人们通常考虑的SO(spin-orbit)磁相互作用的贡献最为重要 ；然而，对于零场分裂参量b⁰₂而言，来自其他机理(包 括SS(spin-orbit)，SOO(sp in-other-orbit)，SO-SS-SOO)的贡献在大部分晶场区域超过了20％；在部分晶场区域，其 他机理的贡献甚至超过SO机理的贡献.详细地分析了Macfarlane 零场分裂参量b^{0₂ 近似三阶微扰理论的收敛性，结果表明：该理论在大部分晶场区域收敛性较差.讨论了3d3}态离子第一激发态²E_g分裂的微观起源.并利用 群论方法解 释了在C_4v和C_3v对称晶场中²E_{g< /sub>态分裂的不同机理. 关键词： 4B1(3d³)态离子')" href="#">⁴B1(3d³)态离子 磁相互作用 自旋哈密 顿参量 完全对角化方法(CDM) 微扰理论方法(PTM)}     

Cr~(3+)在Y_3Ga_5O_(12)晶体中的能级和光谱特性

本文报道用熔盐法生长的Y_3Ga_5O_(12):Cr~(3+)晶体的能级和光谱特性.在室温下;测得~4T_2和~2E能级的有效荧光寿命为205μs,荧光光谱中心波长为727nm.根据Tanabe-Sugano理论计算了晶场能级,并求得了晶场强度参数D_q、Bacah参数B和C以及参数△分别为1626、645、2950和538cm~(-1).     

Dy~(3+):ThO_2的选择激发光谱和能级结构

本文首次用熔融法生长了Dy3 + :ThO2 晶体 ,详细研究了其光谱特性。通过 12K下格位选择激发下的发射光谱测量 ,利用晶场理论 ,确定了Dy3 + 在ThO2 中的格位对称性为C3v。列表给出了Dy3 + :ThO2 的晶场能级结构。测量和讨论了 4 F9/ 2 能级的寿命。     

Dy^3＋：ThO2的选择激发光谱和能级结构

本文首次用熔融法生长了Dy^3 :ThO2晶体,,详细研究了其光谱特性,通过12K下格位选择激发下的发射光谱测量,利用晶场理论,确定了Dy^3 在ThO2中的格位对称性为C3v。列表给出了Dy^3 :ThO2的晶场能级结构,测量和讨论了^4F9/2能级的寿命。     

Ba_2MgGe_2O_7∶Cr~(4+)晶体中荷移激发态对g因子贡献的研究

文章建立了立方四面体3d2络合物g因子的完全高阶微扰公式。在这个公式中,除了与d—d跃迁光谱(晶场激发态)有关的晶场(CF)机制的贡献(包括近年发展的双旋-轨耦合参量模型)外,与电荷转移光谱(荷移激发态)有关的荷移(CT)机制的贡献也被考虑。将这个公式应用于Ba2MgGe2O7∶Cr4 晶体平均g因子的计算,发现理论计算值与实验值很好的一致,同时,荷移机制对g移动Δg(=g-2.002 3)的贡献ΔgCT在符号上与晶场机制的贡献ΔgCF相反,而在大小上约为晶场机制贡献的38%。因此,在对高价态过渡金属离子络合物的g因子计算时应考虑CF机制和CT机制的贡献。     

α-Fe_2O_3单离子磁晶各向异性的计算及Morin转变的解释

本文根据晶场理论计算了α-Fe_2O_3的单离子磁晶各向异性。采用点电荷模型,计及近邻及次近邻对晶场的贡献,并考虑到近邻O~(2-)离子对次近邻Fe~(3+)离子的电屏蔽效应,在六级微扰近似下,得到单离子各向异性场H_(si)=102.3×10~2Oe。这一结果结合Artman等人对磁偶极各向异性的计算,导出了α-Fe_2O_3的Morin转变温度T_M=261K,与实验很好地符合。对于低浓度掺杂的α-(Fe_(1-n)Al_n)_2O_3采用线性近似原理,得出了Morin转变温度随n的变化关系。这一结果不但解释了现有的实验事实,而且预示了Morin转变温度随n变化的规律。     

Ba2MgGe2O7:Cr4+晶体中荷移激发态对g因子贡献的研究

文章建立了立方四面体3d2络合物g因子的完全高阶微扰公式.在这个公式中,除了与d-d跃迁光谱(晶场激发态)有关的晶场(CF)机制的贡献(包括近年发展的双旋-轨耦合参量模型)外,与电荷转移光谱(荷移激发态)有关的荷移(CT)机制的贡献也被考虑.将这个公式应用于Ba2MgGe2O7:Cr4 晶体平均g因子的计算,发现理论计算值与实验值很好的一致,同时,荷移机制对g移动△g(=g-2.002 3)的贡献△gCT在符号上与晶场机制的贡献△gCF相反,而在大小上约为晶场机制贡献的38%.因此,在对高价态过渡金属离子络合物的g因子计算时应考虑CF机制和CT机制的贡献.     

Na5Eu(MoO4)4和Na5Eu(WO4)4的荧光光谱和晶场参数

本文报告了Na5Eu(MoO4)4和Na5Eu(WO4)4粉末样品的荧光光谱。结果表明,在这些化合物中,稀土离子占据S4对称性晶格点,点对称性相当接近D2d。从实验光谱数据,我们导出了D2d对称性下Na5Eu(MoO4)和Na5Eu(WO4)4的晶场参数,这些参数相当好地拟合了从光谱实验中得到的能级。     

高压下Na5Eu(WO4)4的光谱和晶场参数

四钨酸铕钠Na5Eu(WO4)4是化学计量的基质发光材料,发光来源于基质中高浓度的Eu3+.本工作用金刚石对顶砧显微高压光谱系统,在0～8GPa范围内研究了Na5Eu(WO4)4的Eu3+室温光谱,确定了各发射谱线在高压下的红移率.根据晶场理论,确定了Eu3+各能级用晶场参数表示的公式,并与高压下谱线位置实验值定出的能级值拟合,计算出晶场参数Bkq(kq=20、40、44、60、64)随压力的变化率ΔBkq/ΔP.     

Mg2SiO4中Cr^4＋电子吸收光谱的研究

根据Mg_2SiO_4的实际结构,采用C_(2v)晶场近似,计算了Mg_2SiO_4中Cr~(4+)的电子吸收光谱。理论计算值与实验值符合较好,这进一步表明了Mg_2SiO_4中Cr~(4+)激光离子的存在。     

基质发光晶体Na5Eu(MoO4)4在高压下的光谱与晶体场参数

对白钨矿型化学计量的基质发光晶体四钼酸铕钠Na₅Eu(MoO₄)₄在室温下的高压光谱用金刚石对顶砧高压显微光谱系统进行了研究。确定了Eu³⁺各发射谱线的压力红移率。按晶场理论简化方法推导了能级的晶场参数表达式,并按实验数据拟会出晶场参数随压力的移动率。还将上述结果与掺杂发光材料YVO₄:Eu的高压光谱结果作了对比。 关键词：     

Ni(pz)_4Br_2型化合物的光磁性质理论研究

利用d_2(D_(4k))全组态混合统一晶场理论对Ni(pz)_4Br_2型化合物的光谱、基态ZFS,EPR参量及基态顺磁磁化率进行了系统的理论分析与计算,计算结果与实验值符合得甚好,从而对Ni(pz)_4Br_2的光磁性质作出了完整的合理的理论解释,也表明Ni~(2+)离子的局域环境晶场采用D_(4b)对称性是一种极好的近似. 关键词：     

Cr3+:Al2(WO4)3晶体的生长和光谱特性

采用顶部籽晶法从Na2WO4助熔剂体系生长出优质的Cr^3 ：Al2(WO4)3晶体,测定了吸收和荧光光谱,结果表明：Cr^3 离子在晶体中有两个宽且强的吸收带和一个微弱的吸收线,两宽带中心波长分别为422和595nm,还有两个较弱的吸收峰,其荧光峰值分别为684和663nm。其荧光宽带和一个较弱的荧光线峰并存,宽带范围为650～820nm,峰值波长为740nm,荧光线峰波长约为680nm,其强度较强。计算了晶场强度和Racah参数,其Dq／B=2．42,晶体属于中阶场介质。研究表明,Cr^3 ：Al2(WO4)3晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要求,且有良好的物化性能,可以实现宽频带可调谐激光输出。     

“三参数理论”在Scheelite相关稀土钼钨酸盐晶场计算中的应用

本文将“三参数理论”模型,应用到Scheelite相关结构的Na5Eu(MO4)4(Scheelite结构)和Gd2(MO4)3:Eu3+(畸变Scheelite结构)。从拟合Na5Eu(MO4)4唯象(Bqk)参数,得到MO42-基团中有效电荷g(M)和g(O)分别为+1.2和-0.8。以上述拟合得到的有效电荷,应用“三参数模型”,计算了Gd2(MO4)3:Eu3+的晶场参数和Stark能级,计算值同光谱实验结果相当吻合。     

黄绿色荧光粉CaWO_4∶Pr~(3+)的发光性质与晶体场分析

采用共沉淀法成功制备了新型黄绿色荧光粉Ca1-x WO4∶xPr3+(摩尔分数x=0.1%,0.3%,0.5%,0.7%)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱等测试手段进行了结构、形貌和光致发光研究。结果表明:黄绿色荧光粉CaWO4∶Pr3+具有四角白钨矿类结构,空间群为I41/a,其表面形貌较规则、粉粒大小为5~20μm。CaWO4∶Pr3+可被487nm蓝光有效激发,其发射光谱由一系列锐谱组成,分别位于530nm(3P1→3 H5)、547nm、555nm(3P0→3 H5)、602nm(1 D2→3 H4)、618nm、637nm(3P0→3 H6)和648nm(3P0→3F2)。当摩尔分数达到0.5%时样品光致发光最强。样品的色坐标为(x=0.39,y=0.55),表明所发光为黄绿光。为了更好的理解CaWO4∶Pr3+的荧光谱,建立了包括4f2电子组态的自由离子和晶体场相互作用的91×91阶能量哈密顿量矩阵,在理论上合理地解释了Pr3+离子在CaWO4晶体中四角(S4)Ca2+晶位的光谱数据,所得理论值与实验结果吻合较好。