CexY3—xAl5O12中Ce^3＋的4f多重态耦合对其磁矩和磁光性能的影响

计算了ＣｅｘＹ３－ｘＡｌ５Ｏ２晶体中Ｃｅ＾３＋由晶场导致的４ｆ欧重态之间的耦合对Ｃｅ＾３＋离子基态磁矩和磁光Ｆａｒａｄａｙ旋转的影响及其温度特性。结果表明，Ｃｅ＾３＋４ｆ＾２Ｆ７／２和＾２Ｆ５／２多重态的耦合，使Ｃｅ＾３＋的基态磁和左在温度３００Ｋ和２０Ｋ时分别     

H^＋注入锗酸铋晶体表面层的性质

Ｈ＾＋注入锗酸铋（Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２或ＢＧＯ）晶体引起某些效应，如辐射损伤，光学吸收和近表层区域的晶体分解。经Ｈ＾＋注入后，ＢＧＯ晶体的颜色变成棕色，但实验中证实不了该变化是由色心的产生所引起。此外，实验中也示观察到Ｈ＾＋注入ＢＧＯ晶体中有离子束诱发的光学活性变化。可见在注入过程中，未发生从Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２转变到Ｂｉ１２ＧｅＯ２０的结构相变，由此预见，注入过程中可能发生离子束引起的晶体分解。Ｈ＾     

金红石TiO2晶体中F型色心电子结构及其吸收光谱研究

运用Ｆ型色心的类氢离子波函数结合电荷自洽离散变分法,对ＴｉＯ２晶体中Ｆ型色心的电子结构进行了计算,并利用能量最小原理优化了色心格点周围的Ｔｉ,Ｏ离子结构,得到了ＴｉＯ２晶体中Ｆ,Ｆ＋和Ｆ＾２＋心的能带、态「密度,并讨论了色心的光学跃迁模式,计算结构表明,Ｆ,Ｆ＾＋心在ＴｉＯ２晶体的禁带中引入的旋主能级,Ｆ＾２＋心在禁带中引入了浅受主能级,Ｆ和Ｆ＋心的光学跃有分别是０．８５ｅＣ,１．６７ｅＣ,经还原     

PbWO4闪烁晶体的辐照损伤机理研究

完成了６４０—１０４０℃温度范围内钨酸铅［ＰｂＷＯ４（ＰＷＯ）］晶体的退火实验,观察到较低温退火时晶体中本征色心吸收带（３５０ｎｍ）先是增加,其后随退火温度的升高而逐渐降低直至消除的全过程．分析了ＰＷＯ晶体的本征缺陷和电荷补偿机制．讨论了退火过程中氧进入晶体后色心的产生和转化规律,并提出可能发生Ｐｂ３＋→Ｐｂ４＋的进一步氧化过程,从而导致Ｐｂ３＋空穴中心的湮没．测量并比较了不同退火温度处理后ＰＷＯ晶体的紫外辐照诱导色心吸收谱．观察到导致辐照损伤的Ｏ－空穴中心主要来自晶体中固有的Ｐｂ３＋空穴中心向Ｏ－空穴中心的转化;同时晶体中氧空位作为电子陷阱对Ｏ－空穴中心有稳定作用．当上述两项因素得以消除,晶体辐照硬度随之提高．实验表明,在含氧气氛中高温退火可以有效地改进ＰＷＯ晶体的抗辐照损伤能力．铁杂质对ＰＷＯ的抗辐照能力十分有害     

Sb2O3掺杂对提高PbWO4晶体光学及闪烁性能的作用

采用改进的布里奇曼（Ｂｒｉｄｇｍａｎ）法生长了掺杂Ｓｂ２Ｏ３的ＰｂＷＯ４晶体。基于透射光谱、紫外激发及其发射谱、Ｘ射线激发的发射谱、光输出和辐照损伤待方面的测试,讨论了Ｓｂ２Ｏ３掺杂对提高ＰｂＷＯ４晶体光学及闪烁性能的作用。     

Ti：Al2O3晶体的电子自旋共振谱研究

Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３晶体中的顺磁中心Ｔｉ＾３＋由于强烈的晶格自旋耦合而使其电子自旋共振吸收只有在液拟温度附近才能看到，本实验在液氮温度附近记录到由许多强的的吸收峰迭加于Ｔｉ＾３＋宽吸收线所组成的电子自旋共振谱，这些吸吸收峰被认为是Ａｌ２Ｏ３基质中的Ｆｅ＾３＋，Ｍｎ＾２＋，Ｃｒ＾３＋，Ｍｏ＾３＋，Ｆｅ＾２＋，Ｃｏ＾２＋等杂质的共振吸收及Ｔｉ＾２＋３Ａ２ｇ基态的双量子跃迁造成的。     

铁酸盐的水热氧化晶化法制备及其生成条件研究

研究了空气氧化Ｍ＾２＋（Ｍ＝Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）和Ｆｅ＾２＋的碱性悬浮液制备铁酸盐ＭＦｅ２Ｏ４的条件，考察了原料配比、ｐＨ值、氧化温度、氧化时间对生成ＭＦｅ２Ｏ４的影响。利用ＸＲＤ及ＳＥＭ检测氧化过程中沉淀物的形态和结构表明，在３４３￣３５８Ｋ和Ｒ＝２ＯＨ＾－／（Ｍ＾２＋Ｆｅ＾２＋）＝１．０、Ｍ＾２／Ｆｅ＾２＋＝０．５（摩尔比）下用３００ｍＬ／ｈ的空气氧化Ｍｘ／３Ｆｅ１－ｘ／３（ＯＨ）２悬浮液     

稀土闪烁体PbWO4：Dy^3＋的光谱特性

我们研究了ＰｂＷＯ４和ＰｂＷＯ４Ｄｙ３＋晶体的激发、发射光谱，结果表明Ｄｙ３＋离子能进入具有复杂晶体结构的ＰｂＷＯ４晶体，而且它与ＰｂＷＯ４的发光中心之间存在能量传递过程，增强了Ｄｙ３＋的发光．ＰｂＷＯ４Ｄｙ３＋晶体是一种潜在的、新型的、高密度的稀土闪烁体     

Sr3Ga2Ge4O14晶体中Cr^3＋和Cr^4＋吸收光谱特性

采用提拉法生长了掺Ｃｒ的Ｓｒ３Ｇａ２Ｇｅ４Ｏ１４低温石榴石结构型单晶，测量了它的吸收光谱及其偏振特性，系统描述了该晶体在可见和近红外波段各级收带的特征，指出Ｃｒ在此晶体晶格中主要存在两种介态Ｃｒ＾３＋和Ｃｒ＾４＋，Ｃｒ＾４＋在近红外的吸收将影响到Ｃｒ＾３＋的发光。     

白钨矿结构的钨,钼酸盐晶体的光吸收边及其起因

比较了一些白钨矿结构的钨，钼酸盐晶体（如未掺杂的ＣａＷＯ４，ＰｂＷＯ４，ＣａＭｏＯ，ＰｂＭｏＯ４晶体）的透射光谱，发现这些晶体的光吸收边的相对位置用普遍认为的观点，即白钨矿结构的钨，钼酸盐晶体的光吸收边起源于具有Ｔｄ对称性的Ｗ（Ｍｏ）Ｏ＾２－４基团的电子从ｔ１轨道的２ｅ轨道的转移激发，不能给出了圆满阐释，而应代之以新的观点，作者认为这类晶体的光吸收可能起因于Ｄ２ｄ对称的Ｗ（Ｍｏ）Ｏ＾２－４基团内的     

高压下BaLiF3晶体光学性质的第一性原理研究

本文采用第一性原理方法, 在190 GPa的压力范围内, 计算了BaLiF3理想晶体和含空位点缺陷晶体的光学性质. 吸收谱数据表明, 压力因素不会导致BaLiF3晶体在可见光区有光吸收的行为. 空位点缺陷的存在会使得BaLiF3的吸收边红移(其中氟空位点缺陷引起的红移最显著) , 但这些红移不会导致它在可见光区内出现光吸收的现象. 波长在532 nm处的折射率数据显示, BaLiF3的折射率将随压力升高而增大. 氟空位点缺陷将导致BaLiF3的折射率增大, 但钡空位点缺陷和锂空位点缺陷的存在对其基本没有影响. 本文预测, BaLiF3晶体有成为冲击光学窗口材料的可能.     

Lu_2O_3晶体在高压下的光学性质第一性原理研究

本文采用第一性原理方法,计算了Lu_2O_3(氧化镥)的理想晶体和含氧、镥空位点缺陷晶体在100 GPa压力范围内的光吸收谱和折射率性质.结果表明:在100 GPa范围内, Lu_2O_3理想晶体在可见光及红外光区不具有光吸收现象,空位点缺陷的存在将导致吸收边红移,其中氧空位点缺陷引起的红移行为更显著,但这些吸收边仍未进入可见光区的高波段. 532 nm处的折射率数据表明,在立方结构和单斜结构相区, Lu_2O_3晶体的折射率随压力的增加而增大,高压结构相变以及氧、镥空位的存在也会使得折射率增大.结合温度效应分析推测, Lu_2O_3晶体在近红外区有可能透明.     

Nb2O5掺杂对提高钨酸铅晶体发光性能的微观研究

通过透射谱、X射线激发发射谱(XSL)的测试，研究了布里奇曼(Bridgman)法生长的掺铌钨酸铅晶体的发光性能，并利用正电子湮没寿命谱(PAT)和X射线光电子能谱(XPS)的实验手段，对其微观缺陷进行了深入研究。结果表明，铌掺杂能够有效地改善钨酸铅晶体的350nm吸收带，提高钨酸铅晶体的发光快成分比例，并使得晶体中的正电子捕获中心浓度上升，低价氧浓度上升。提出掺铌钨酸铅晶体中Nb^5 将占据W^6 格位并使得晶体内部分(WO4)^2-根团成为(NbO3 Vo)^-，由此可改善钨酸铅的发光性能。     

钨酸铅晶体中与氧空位缺陷有关的光学偏振特性

本文利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似，计算了含氧空位的PbWO4（PWO）晶体的电子结构，模拟计算了复数折射率及光学参数的偏振特性。比较含氧空位的PWO晶体与完整的PWO晶体的吸收光谱及其偏振特性，得到与氧空位相关的光学偏振特性。结果表明：完整的PWO晶体在可见和近紫外区域内无吸收，而含氧空位的PWO晶体在可见和近紫外区域出现吸收，该吸收谱有2个峰值分别位于370nm和420nm吸收带，它们的峰值位置与实验测得的350nm和420nm吸收带十分接近，由此可见PWO晶体中350nm和420nm吸收带与氧空位的存在有关。     

空位缺陷和相变对冲击压缩下蓝宝石光学性质的影响

为了探究冲击压缩下蓝宝石光学性质的变化行为,本文采用第一性原理方法,在180 GPa的压力范围内计算了蓝宝石理想晶体和含空位点缺陷晶体的光学性质.吸收光谱数据表明,仅考虑压力和温度因素不能解释冲击消光实验的结果,而冲击诱导的氧离子空位点缺陷应该是导致该结果的一个重要原因.波长在532 nm处的折射率数据表明:1)蓝宝石的两个高压结构相变将导致其折射率明显上升;在Corundum和Rh_2O_3相区,其折射率将随冲击压力增大而降低;在CalrO_3相区,压力小于172 GPa时,其折射率随冲击压力增大而缓慢地降低,但172 GPa以上时折射率却随冲击压力增大而逐渐增大;2)空位点缺陷对折射率随冲击压力的变化规律有明显的影响.本文结果不仅有助于增强用空位点缺陷的物理机理来解释蓝宝石冲击透明性损伤现象的可靠性,而且对未来进一步的实验研究以及发展新型窗口材料有重要的参考作用.     

Investigation of Cu Doping,Morphology and Annealing Effects on Structural and Optical Properties of ZnO:Dy Nanostructures

Dysprosium (Dy) doped ZnO nanosheets and nanorods were synthesized by hydrothermal method. Effects of Cu doping, morphology and annealing in Oxygen ambient on structural and optical properties of ZnO nanostructures were investigated using X–ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), diffuse reflectance spectra (DRS) and photoluminescence (PL) spectroscopy. This study recommends that both of intrinsic and extrinsic defects facilitate energy transfer (ET) from the ZnO host to Dy³⁺ ions and consequently have an effective role on producing intense Dy emissions at indirect excitation. The results also revealed that annealing process improved the crystal structure of ZnO nanorods due to decrease of surface; however decreased ET and Dy emissions because of diminishing in oxygen vacancy. In addition, as a result of increasing of surface area in nanorods compared to nanosheets, the oxygen vacancies and ET were enhanced. Moreover the results exhibited that electrical and optical properties of ZnO:Dy can be tuned by various amount of Dy concentrations and also Cu doping.     

First-principles optical spectra for F centers in MgO

The study of the oxygen vacancy (F center) in MgO has been aggravated by the fact that the positively charged and the neutral vacancy (F+ and F0, respectively) absorb at practically identical energies. Here we apply many-body perturbation theory in the G0W0 approximation and the Bethe-Salpeter approach to calculate the optical absorption and emission spectrum of the oxygen vacancy in all three charge states. We observe unprecedented agreement between the calculated and the experimental optical absorption spectra for the F0 and F+ center. Our calculations reveal that not only the absorption but also the emission spectra of different charge states peak at nearly the same energy, which leads to a reinterpretation of the F center's optical properties.     

First-principles study of the structural,electronic, and magnetic properties of double perovskite Sr_2FeReO_6 containing various imperfections

The structural, electronic, and magnetic properties of double perovskite Sr_2FeReO_6 containing eight different imperfections of FeReor ReFeantisites, Fe1–Re1 or Fe1–Re4 interchanges, V_(Fe), V_(Re), VOor V_(Sr) vacancies have been studied by using the first-principles projector augmented wave(PAW) within generalized gradient approximation as well as taking into account the on-site Coulomb repulsive interaction(GGA+U). No obvious structural changes are observed for the imperfect Sr_2FeReO_6 containing FeReor ReFeantisites, Fe1–Re1 or Fe1–Re4 interchanges, or VSrvacancy defects. However, the six(eight) nearest oxygen neighbors of the vacancy move away from(close to) VFeor V_(Re)(VO) vacancies. The half-metallic(HM) character is maintained for the imperfect Sr_2FeReO_6 containing FeReor ReFeantisites, Fe1–Re4 interchange, V_(Fe),VO or V_(Sr) vacancies, while it vanishes when the Fe1–Re1 interchange or VRevacancy is presented. So the Fe1–Re1 interchange and the VRevacancy defects should be avoided to preserve the HM character of Sr_2FeReO_6 and thus usage in spintronic devices. In the FeReor ReFeantisites, Fe1–Re1 or Fe1–Re4 interchanges cases, the spin moments of the Fe(Re)cations situated on Re(Fe) antisites are in an antiferromagnetic coupling with those of the Fe(Re) cations on the regular sites. In the V_(Fe), V_(Re), VO, or V_(Sr) vacancies cases, a ferromagnetic coupling is obtained within each cation sublattice,while the two cation sublattices are coupled antiferromagnetically. The total magnetic moments μtot(μB/f.u.) of the imperfect Sr_2FeReO_6 containing eight different defects decrease in the sequence of VSrvacancy(3.50), VRevacancy(3.43),FeReantisite(2.74), VOvacancy(2.64), VFevacancy(2.51), ReFeantisite(2.29), Fe1–Re4 interchange(1.96), Fe1–Re1interchange(1.87), and the mechanisms of the saturation magnetization reduction have been analyzed.     

Ce和O空位共掺杂TiO_2的电子结构与光学性质

采用基于密度泛函理论加U的计算方法,研究了Ce和O空位单(共)掺杂锐钛矿相TiO_2的电子结构和光吸收性质.计算结果表明,Ce和O空位共掺杂TiO_2的带隙中出现了杂质能级,且带隙窄化为2.67 eV,明显比纯TiO_2和Ce,O空位单掺杂TiO_2的要小,因而可提高TiO_2对可见光的响应能力,使TiO_2的光吸收范围增加.光吸收谱显示,掺杂后TiO_2的光吸收边发生了显著红移;在400.0—677.1 nm的可见光区,共掺杂体系的光吸收强度显著高于纯TiO_2和Ce单掺杂TiO_2,而略低于O空位单掺杂TiO_2.此外,Ce掺杂TiO_2中引入O空位后,TiO_2的导带边从-0.27 eV变化为-0.32 eV,这表明TiO_2的导带边的还原能力得到了加强.计算结果为Ce和O空位共掺杂TiO_2在可见光光解水方面的进一步研究提供了有力的理论依据.     

Fe掺杂对溶胶凝胶法制备的ZnO: Ni薄膜结构及发光特性的影响

采用溶胶凝胶法在玻璃基片上制备了ZnO及Ni, Fe共掺杂的Zn_0.95-xNi_0.05Fe_xO (x=0, 0.005, 0.01, 0.03, 0.05) 薄膜. 通过扫描电镜(SEM) 和X射线衍射(XRD) 研究了薄膜样品的表面形貌和晶体结构. 结果表明所有样品都具有(002) 择优取向, Fe掺杂导致ZnO: Ni薄膜的晶体质量变差, 晶粒尺寸减小, 但适当的Fe掺杂有利于获得致密、 均匀的薄膜. XPS测试结果表明样品中Ni离子的价态为+2价, Fe离子的价态为+2价和+3价.室温光致发光(PL) 测量表明, 所有样品均观察到较强的紫外发光峰, 蓝光双峰和绿光发光峰. ZnO: Ni薄膜的发光强度可以通过Fe掺杂进行有效调节. 进而我们讨论了Ni, Fe共掺杂ZnO样品的发光机理.