二氧化铈基稀磁氧化物的第一性原理研究

基于第一性原理的计算方法研究了纯CeO_2、Co掺杂CeO_2和同时引入氧空位Vo和Co掺杂的CeO_2稀磁半导体体系.通过计算体系的能带结构和态密度,探讨了该体系磁性产生的机制.计算发现,纯CeO_2体系不具有磁性;没有氧空位Vo的Co掺杂CeO_2体系中,Co离子之间通过O原子发生超交换反铁磁耦合,体系无铁磁性;当氧空位Vo和Co离子同时存在于CeO_2体系中时,Co离子之间通过氧空位Vo发生铁磁耦合,该体系表现出铁磁性能.另外,由氧空位Vo诱导的Co离子之间的铁磁耦合不仅发生在紧邻的两个Co离子,而且可以扩展到几个原子距离的长度.计算结果证明了氧空位Vo诱导铁磁性耦合机制.本文工作将为CeO_2基稀磁半导体体系制备与磁学性质的研究提供支持.     

TWO-WAVE COUPLING IN PHOTOREFRACTIVE TRANSITION METAL DOPED POTASSIUM SODIUM BARIUM STRONTIUM NIOBATE CRYSTALS

Large values of the exponential gain coefficient are obtained (Γ= 8-20cm^-1) in photorefractive potassium sodium barium strontium niobate crystals doped with transition metal elements: Co, Gu, Fe, Cr and Ni by using two-wave coupling experiments with argon ion laser (λ = 488nm). The response time is measured to be 60-1000ms at an intensity of 5W/cm² for various samples. We find that in all the crystals electrons are the dominant photorefractive charge carriers, and the typical density of carriers is 10¹⁶-10¹⁷ cm^-3.     

Sr0.61Ba0.39Nb2O6薄膜的电光特性

用激光脉冲沉积(PLD)法在MgO(001)衬底上成功地生长、制备出了外延Sr_0.61Ba_0.39Nb₂O₆(SBN61)电光薄膜;通过SBN61电光薄膜椭偏光谱测量的分析研究,得到了SBN61电光薄膜的光学常数;通过电致双折射方法对生长在(001)MgO衬底上的SBN61薄膜的电光性能进行了测量研究,发现SBN61电光薄膜电致双折射的变化Δn与所加电场E成平方关系,其二次电光系数R=0.21×10^-16(m/V)²。     

退火温度对Co掺杂CeO_2稀磁氧化物薄膜的结构和铁磁性能的影响

采用溶胶-凝胶法,在Si(100)和石英玻璃衬底上制备了3%Co掺杂CeO_2稀磁氧化物薄膜,研究了不同退火温度(500℃,600℃和700℃)对薄膜结构和铁磁性能的影响。XRD和拉曼光谱结果表明,随着退火温度的升高,薄膜晶化度明显提高。不同退火温度下的3%Co掺杂CeO_2薄膜为多晶薄膜,且未破坏CeO_2原有的结构。随着退火温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大。另外,3%Co掺杂CeO_2薄膜在可见光范围内都有很好的透射率,其室温下的光学带隙Eg随退火温度增加而减小。超导量子干涉磁强计(SQUID)测量表明所有样品都表现出室温铁磁性,随着退火温度的升高,饱和磁化强度和矫顽力增大,700℃退火的薄膜具有最大的饱和磁化强度和最大的矫顽力。不同退火温度导致样品的磁性有了明显的变化,这源于磁性产生的不同机理。可见薄膜的结构最终影响了其铁磁性能。     

溶胶-凝胶法制备MgxZn1-xO薄膜的结构及光学特性

用溶胶-凝胶法制备了一系列的Mg_xZn_1-xO(0≤x≤0.3)薄膜,并用X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)研究了不同的退火温度和Mg的掺杂含量对Mg_xZn_1-xO薄膜的结构和光学性质的影响.研究表明:Mg_xZn_1-xO薄膜为单相六角纤锌矿结构,并且具有沿c轴的择优取向;发现了中间热处理温度为350℃的Mg_xZn_1-xO薄膜退火温度的转折点为700℃,低于这个温度时随退火温度的升高,(002)衍射峰强度增强且掺Mg的薄膜既有紫外光又有绿光发射;800℃退火时,薄膜的(002)衍射峰强度减小,出现了(100)和(101)衍射峰,且掺Mg的薄膜只有紫外发光峰.不同的掺杂浓度对于发光也有影响,低于700℃退火时,ZnO薄膜只出现紫外发光峰,掺Mg的薄膜却出现了紫外和绿光两个发光峰.     

不同形貌稀土掺杂Gd_2O_3粉体的制备及光磁性能研究

采用水热法,利用不同添加剂:柠檬酸(CA)、油酸(OA)、乙二胺四乙酸(EDTA)制备出了不同形貌前驱物Gd(OH)3,并经退火得到不同形貌的Gd2O3样品(S-CA、S-OA、S-EDTA)。XRD图表明所制得Gd2O3粉末均为立方晶系(空间群为Ia3),并且不同添加剂所得粉晶的晶格常数略有不同:1.082 25 nm(S-CA),1.081 14 nm(S-OA),1.083 20 nm(S-EDTA);SEM图可看出其颗粒大小分别约为63 nm(S-CA),300 nm(S-OA),2μm(S-EDTA);红外光谱则进一步证明3种产物均为Gd2O3,并且不同添加剂下样品的基团振动吸收强度不一样;利用荧光光谱仪和综合物性测量系统测量研究了经不同添加剂所制备出的稀土(Yb,Er/Ho)掺杂Gd2O3的上转换发光特性及磁学性能,结果表明:样品形貌对稀土掺杂Gd2O3上转换发光强度和顺磁磁化率影响较大,其中由EDTA添加剂所制备出的稀土掺杂Gd2O3粉末的上转换发光强度和顺磁磁化率最佳。     

电子辐照对MgAl2O4尖晶石光学性质的影响

本文利用1.7 M eV电子辐照MgA l2O4尖晶石后,通过吸收谱测量表明,被电子辐照的尖晶石可产生大量的F型色心缺陷,而且电子的辐照剂量明显地影响尖晶石的光谱特性。随着电子辐照剂量增加,F型色心缺陷的浓度增大;椭偏光谱分析得到的光学常数谱随电子辐照剂量的变化而改变。我们对上述现象进行了合理的分析。     

表面氧化层效应对测量临界点跃迁的影响：分数维空间方法

运用椭偏技术和分数维空间方法,对Si-SiO＿2模型考察了 表面氧化层的存在对从实验测得的光谱中确定Si临界点跃迁参数的影响. 计算结果表明，表 面氧化层效应使Si的介电谱发生畸变，由此得到的临界点跃迁参数较真值会有一个偏移：振 幅与维度值较小，寿命线宽较大，并且这种影响随氧化层厚度的增加而加强. 但禁带能受表面氧化层效应的影响却很小，可忽略不计. 关键词： 分数维空间方法 椭偏技术 表面氧化层效应 临界点跃迁     

不同形貌稀土掺杂Gd2O3粉体的制备及光磁性能研究

采用水热法,利用不同添加剂:柠檬酸(CA)、油酸(OA)、乙二胺四乙酸(EDTA)制备出了不同形貌前驱物Gd(OH)₃,并经退火得到不同形貌的Gd₂O₃样品(S-CA、S-OA、S-EDTA).XRD图表明所制得Gd₂O₃粉末均为立方晶系(空间群为Ia3),并且不同添加剂所得粉晶的晶格常数略有不同:1.08225nm(S-CA),1.08114nm(S-OA),1.08320nm(S-EDTA);SEM图可看出其颗粒大小分别约为63nm(S-CA),300nm(S-OA),2μm(S-EDTA);红外光谱则进一步证明3种产物均为Gd₂O₃,并且不同添加剂下样品的基团振动吸收强度不一样;利用荧光光谱仪和综合物性测量系统测量研究了经不同添加剂所制备出的稀土(Yb,Er/Ho)掺杂Gd₂O₃的上转换发光特性及磁学性能,结果表明:样品形貌对稀土掺杂Gd₂O₃上转换发光强度和顺磁磁化率影响较大,其中由EDTA添加剂所制备出的稀土掺杂Gd₂O₃粉末的上转换发光强度和顺磁磁化率最佳.