PbWO4晶体空位型缺陷电子结构的研究

采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法计算了PbWO4晶体中与氧空位和铅空位相关缺陷的态密度分布,并运用过渡态方法计算了其激发能. 结果表明:PbWO4晶体中WO3+VO缺陷的O2p→W5d跃迁可引起350nm和420nm附近的吸收,并且发现VPb的存在可以使WO42-基团的禁带宽度明显变小.     

钨酸铅晶体中与氧空位相关的色心研究

采用基于相对论性密度泛函理论的离散变分和嵌入团簇方法计算了PbWO4晶体中与氧空位VO及其相关色心的态密度分布，并运用过渡态方法计算了其激发能.结果表明：VO的存在可以使WO42-基团的禁带宽度明显变小；PbWO4晶体中VO可以产生F+，并且F+的存在可以使晶体引起420nm的吸收，另外PbWO4晶体中VO可能不会产生F心. 关键词： PbWO4晶体 密度泛函 氧空位 态密度分布     

PbWO4晶体中铅空位相关的色心模型

使用密度泛函缀加平面波法，按照能量最低原理采用共轭梯度方法对几种含铅空位和不含铅 空位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，同时对计算结果进行了讨论；在得到几何优化结构的基础上，利用相对论性密度泛 函离散变分法进一步计算了几种钨酸铅晶体结构的电子态密度.计算结果表明：1）铅空位周 围的晶格驰豫的结果使铅空位的局部电负性减弱.2）Pb 6s态的能级位于离价带顶10eV左右 ，说明Pb 6s态上的电子很难再失去，所以在钨酸铅中不太可能存在Pb3+或Pb4+ .3）价带顶主要由O的2p态占居，氧的2p态最容易失去电子.4）铅空位周围的可能形成的 色心是VF- VK+缔合色心. 关键词： 铅空位 PbWO4晶体 结构优化 电子结构 色心     

含铅空位的PbWO4晶体光学性质及其偏振特性的研究

利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似,计算了含铅空位的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.比较含铅空位的PWO晶体与完整的PWO晶体的吸收光谱及其偏振特性,得到与铅空位相关的吸收光谱及其偏振特性,计算结果与实验结果基本相符.计算得到的含铅空位的PWO晶体的光学偏振特性反映了PWO晶体的结构对称性.计算结果表明PWO晶体中350,420,550和680 nm的吸收带的出现与PWO晶体中铅空位的存在直接相关.     

含铅空位PbWO4晶体光学性质的模拟计算

为了研究钨酸铅晶体中铅空位对光学性质的影响,利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似,按照能量最低原理采用共轭梯度方法,对含铅空位的PbWO4(PWO)晶体进行结构优化处理。计算了含铅空位的PWO晶体的电子结构、复数折射率、介电函数及吸收光谱,并与完整的PWO晶体进行了比较。结果表明：完整的PWO晶体在可见和近紫外区域内无吸收,而含铅空位的PWO晶体在可见和近紫外区域出现2个明显的吸收峰,这2个吸收峰可分解成4个高斯线型的吸收带,它们的峰值分别为350nm、405nm、550nm和670nm。可以得出这样的推论：PWO晶体中350nm、420nm、550nm和670nm吸收带的出现都与铅空位的存在有关。     

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。     

PbWO4晶体中铅空位相关的色心模型

使用密度泛函缀加平面波法,按照能量最低原理采用共轭梯度方法对几种含铅空位和不含铅空位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,同时对计算结果进行了讨论;在得到几何优化结构的基础上,利用相对论性密度泛函离散变分法进一步计算了几种钨酸铅晶体结构的电子态密度.计算结果表明:1)铅空位周围的晶格驰豫的结果使铅空位的局部电负性减弱.2)Pb 6s态的能级位于离价带顶10eV左右,说明Pb 6s态上的电子很难再失去,所以在钨酸铅中不太可能存在Pb3+或Pb4+.3)价带顶主要由O的2p态占居,氧的2p态最容易失去电子.4)铅空位周围的可能形成的色心是VF--VK+缔合色心.     

掺钇钨酸铅晶体缺陷的理论研究

采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法，计算了掺钇PbWO₄ 晶体中多 种相关缺陷的电荷分布和不同团簇缺陷结合能，由能量最低原理发现［2(Y³⁺Pb)-V″_Pb］缺陷在各相关缺陷形式中最为稳定.并运用过渡 态方法计算了轨 道跃迁的激发能，算出掺Y后晶体中O2p→Y4d的跃迁能量为3.9eV，表明掺Y不会引起晶体中3 50nm和420nm吸收.从掺Y对PbWO₄晶体电子结构的影响来看，其作用机理与掺La 的情况也有较大差异. 关键词： 4晶体')" href="#">PbWO₄晶体 密度泛函 掺Y 态密度分布     

含铅空位的PbWO4晶体光学性质及其偏振特性的研究

利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似，计算了含铅空位的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. 比较含铅空位的PWO晶 体与完整的PWO晶体的吸收光谱及其偏振特性，得到与铅空位相关的吸收光谱及其偏振特性 ，计算结果与实验结果基本相符. 计算得到的含铅空位的PWO晶体的光学偏振特性反映了PWO 晶体的结构对称性. 计算结果表明PWO晶体中350，420，550和680 nm的吸收带的出现与PWO 晶体中铅空位的存在直接相关. 关键词： 4晶体')" href="#">PbWO₄晶体 电子结构 光学性质 铅空位     

δ-Pu空位缺陷的密度泛函理论计算

采用密度泛函理论框架下的平面波赝势方法,计算了空位缺陷对δ-Pu结构稳定性和电子结构的影响.建立了1×1×2、2×2×1和2×2×2 3种晶胞中的空位缺陷模型,分别计算了其晶格常数、空位形成能、结合能、态密度、电荷密度分布以及Mulliken电荷布居.计算结果表明:空位缺陷在δ-Pu中不能稳定存在,且会导致晶体的整体结构稳定性降低.在3种缺陷模型中,2×2×1的模型空位稳定性和结构稳定性都相对更强;空位导致δ-Pu电子的局域性降低,电子相互作用也发生了一定的变化,其中2×2×1的模型中与空位最邻近的Pu原子发生了明显的sp杂化,这在一定程度上说明了其稳定性最强的原因;空位引起电荷由近空位端向近Pu端转移,且导致最邻近Pu原子失去电子,而这部分电子主要由6p轨道贡献.     

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。     

氧空穴导致二氧化钒低温相带隙变窄

具有一定能量的光照导致低温绝缘二氧化钒(VO_2)发生绝缘体金属转变.本文通过密度泛函理论的Heyd-Scuseria-Ernzerhof杂化泛函方法对含氧空穴的低温绝缘VO_2非磁M1相进行第一性原理研究.研究发现,含氧空穴的M1的晶格参数几乎不变,但氧空穴附近的长的V—V键长却变短了.进一步研究发现,尽管纯的非磁M1的带隙是0.68 eV,但含O1和O2位的氧空穴非磁M1带隙分别为0.23 eV和0.20 eV,同时含有O1和O2位氧空穴非磁M1带隙为0.15 eV,这很好地解释了实验结果.     

Theoretica Study on defects associated with lead vacancies in PbWO4 crystals

The defects associated with lead vacancies(VPd)in lead tungstate crystals(PbWO4) are investigated by the relativistic self-consistent discrete variational embedded cluster method.We focus on the density of states and the effect of Vpb on surroundings,the results show that the existence of Vpb can diminish the bandwidth of WOr^2- group,however,it can neither produce O^- and Pb^3 ions nor result in absorptions at 350 and 420nm,The charge balance of VPb may be evenly compensated by the surrounding oxygen ions.     

磁性Pb(Ⅱ)表面印迹聚合物(Fe_3O_4/GO-IIP)的制备及谱学表征

吸附法处理含铅废水因其经济性备受关注。开发可回收的专一性Pb(Ⅱ)吸附材料是高效处理含铅废水和实现铅回收的关键。结合氧化石墨烯(GO)的强吸附性、Fe_3O_4的磁性和表面印迹技术,以氧化石墨烯负载四氧化三铁(Fe_3O_4/GO)为载体,硝酸铅为模板离子,甲基丙烯酸(MAA)及水杨醛肟(SALO)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂制备了磁性Pb(Ⅱ)表面印迹材料(Fe_3O_4/GO-IIP),并探讨其重复利用性和对Pb(Ⅱ)的专一性吸附性。结合XRD,SEM,FTIR等谱学方法,对Fe_3O_4/GO-IIP进行表征,并分析其对Pb(Ⅱ)的吸附机理。以Fe_3O_4/GO-IIP作为吸附剂选择性去除水溶液中的Pb(Ⅱ),结果表明,Fe_3O_4/GO-IIP对Pb(Ⅱ)具有很好的亲和性,反应在5min内,对初始浓度10mg·L-1的Pb(NO3)2的去除率达到70%,反应在20min左右达到吸附平衡。准二级吸附动力学和Langmuir吸附等温线能较好的表达其吸附过程。TEM和SEM图谱证明了Fe_3O_4均匀地分散在GO表面,粒径为10~20nm,Fe_3O_4/GO-IIP表面存在Pb(Ⅱ)印迹孔穴,增强其对Pb(Ⅱ)的选择吸附性;在竞争离子[Cd(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Cu(Ⅱ)]存在条件下,Fe_3O_4/GO-IIP对目标污染物Pb(Ⅱ)的选择性系数比非印迹吸附材料(NIP)提高2~5倍;XRD和FTIR谱图分别从晶相结构和官能团证明了Fe_3O_4/GO-IIP的成功合成。对制备材料进行磁分离后洗脱再利用,结果表明Fe_3O_4/GO-IIP具有良好的重复利用性。该结果对于含铅废水处理和铅回收具有重要的意义。     

石英衬底阳极氧化铝膜的制备及其光致发光的研究

报道了用15wt％H2SO4为电解液,在恒温0℃,40V电压条件下制备阳极氧化铝膜,用原子力显微镜观察其形貌,表明在简单条件下在石英衬底上制备了致密的氧化铝微晶膜。研究了不同电压条件下制备的氧化铝膜的常温光致发光,并监测了其激发光谱,发现其常温光致发光相对强度和发射峰位置与阳极氧化电压关系密切,有相对强度变小和发射峰位置红移的趋势,在40V电压条件下出现了356nm新的发射峰,而其不同的发射峰激发光谱都为210nm,说明其来源存在关联。详细分析了40V电压下的阳极氧化铝膜中出现的356,386nm近紫外发射,并认为其发光来源于与F心和F^ 心有关的氧缺陷。     

钨酸铅晶体的本征色心和辐照诱导色心

根据钨酸铅晶体(PbWO4,简称PWO)的缺陷化学和晶体结构特点,用光吸收谱、广延X射线吸收精细结构(EXAFS)和精密X射线衍射(XRD)方法对高温退火后PWO晶体进行微结构研究,获得了其退火前后缺陷变化的情况,据此提出生成态(asgrown)晶体中350nm本征色心吸收带起源于V-F空穴心,并指出PWO中紫外区色心吸收带的强度取决于晶体中铅空位和氧空位浓度之差:[VPb]-[VO];然后,结合晶体在紫外光(UV)辐照过程中色心的转化规律和偏振吸收谱的实验结果,提高420nm辐照诱导色心吸收带起源于V0F双空穴心.并对所提出的PWO晶体色心模型的合理性进行了讨论. 关键词： 钨酸铅 本征色心 辐照诱导色心 色心模型     

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.     

Photoinduced oxygen-vacancy related centers in PbWO 4 : Electron spin resonance and thermally stimulated luminescence study

Using electron spin resonance (ESR) and thermally stimulated luminescence (TSL) three different electron traps based on regular W sites perturbed by oxygen vacancies have been identified in PbWO 4 . Analysis of ESR spectra parameters ( g -factor values and principal axes orientations) has shown that revealed centers are (WO 3 ) m vacancy containing complex anions associated with a defect in Pb sublattice: (WO 3 ) m m A Pb complexes. One of the centers (W 1 ) is thermally stable up to 350-370 v K, while the other two (W 2 and W 3 ) only to 270-290 v K. Above these temperatures trapped electrons become free and recombine with localized holes, giving rise to TSL glow peaks at T\approx 323\,\hbox{K} and 365\,\hbox{K} . Using the initial rise method the 323\,\hbox{K} TSL peak-shape was fitted allowing the first order recombination kinetic that gives trap parameters E = 0.88\,\hbox{eV} and s\simeq 5\ast 10^{12}1/\hbox{s} .