MgF2：V^2＋晶体能级和振动结构的DV—Xa研究

首次用DV-X_a方法计算了终端声子激光晶体MgF_2:V~(2+)的电子能级和振动结构,给出的晶场能级与实验值相当接近.使用晶格振动的“呼吸”模型,得到了基态~4B_(1g)和第一激发态~4B_(2g)的振动势能曲线.在简谐振动近似下,它们分别具有454cm~(-1)和460cm~(-1)的声子能量,与实验值399cm~(-1)符合很好.另外,还获得晶体振动的黄昆参数,激活能,和Franck—Condon交距等参数.计算了四种温度(0K,2K,77K和300K)下的振动线形,并与2K的实验吸收谱作了比较.     

激光晶体MgO:Ni~(2+)的DV-X_x研究

本文将我们提出的一种在DV-X_α计算过渡金属络合物电子结构的基础上计算光谱的方法用于激光晶体MgO:Ni~(2+)的研究.首次从第一性原理出发,全面计算了该激光晶体的单电子能谱、总态密度、自旋极化分裂、电荷转移跃迁能量、特别是d-d跃迁多重光谱项能量和自旋一轨道耦合常数,得到了与实验值较一致的结果.     

Ni~(2+):BeAl_2O_4晶体发光性质的研究

用时间分辨的激光诱导荧光光谱方法测量了10—300K温度范围内Ni~(2+):BeAl_2O_4晶体的红外荧光光谱和荧光寿命。通过荧光寿命的温度变化特性分析,得出~3T_(2g)态的内禀辐射衰减寿命为123±7.2μs。无辐射弛豫的Mott激活能为1147cm~(-1),并导出了此晶体发光量子效率随温度的变化关系式。Ni~(2+):BeAl_2O_4晶体具有比较快的辐射跃迁速率,且在室温(300K)时有较高的发光量子效率(0.72),用它有可能制作室温下可调谐的终端声子激光器。     

含Co~(2+)与含Ni~(2+)铁氧体的感生单轴各向异牲

本文分别计算了含Co~(2+)与含Ni~(2+)铁氧体的感生单轴各向异性。前者从Iida提出的物理机构出发,考虑了阳离子缺位对Co~(2+)能级和波函数的影响;后者从Schnettler-Gyorgy所提出的物理机构出发,考虑了四面体位置中Ni~(2+)的Jahn-Teller效应,求出了它的能级和波函数。由此算得此二类物质的感生单轴各向异性和实验结果符合得较好。另外,还解释了θ_u和θ_α产生偏离的原因。     

晶体C_3H_7NO_2:VO~(2+)的自旋哈密顿参数及局域结构

在晶体场理论(CF机制)和电荷转移机制(CT机制)的基础上,结合双自旋-轨道耦合参量模型、自旋哈密顿量的高阶微扰公式及晶场能量公式计算得到C_3H_7NO_2:VO~(2+)晶体的自旋哈密顿量(EPR参量)和吸收光谱,及电荷转移跃迁能级.对比只采用CF机制和采用双重机制下的计算结果,发现高价钒离子(V~(4+))掺杂在C_3H_7NO_2晶体中的CT机制对于其EPR参量的影响不能忽略.     

第二届全国激光新晶体材料学术会议简讯

由中国光学学会和中国硅酸盐学会共同组织的第二届全国激光新晶体材料学术会议于1983年11月25-29日在泉州市华侨大学陈嘉庚纪念堂举行.通过46篇学术论文的交流和讨论,反映出我国近三年来激光与非线性光学新晶体研究工作的蓬勃发展. 激光晶体的研究重点是:1.终端声子跃迁的可调谐激光晶体,主要有Cr～(3+):BeAl_2O_4和Ni2+:MgF_2。通过晶格动力学与晶格场理论相结合的分析探索新的基质晶体;2.稀土自激活小型激光晶体.积极研制跃迁通道丰富的HO～(3+),Er～(3+)激活晶体.对TbxDy_(1-N);P_5O_(14),Er-x(Gd,Y)1_(1-x)Al_3(BO_3)_4LiNd_(…     

LD泵浦Nd-La共掺和Nd-Sc共掺CaF_2无序晶体的激光性能

对790nm激光二极管泵浦Nd-La共掺和Nd-Sc共掺CaF_2无序晶体激光器的特性进行了研究,比较了掺杂不同浓度La~(3+)和Sc~(3+)的Nd∶CaF_2晶体的吸收光谱和输出激光特性.在5 W泵浦功率下,将0.5at.%Nd~(3+)与5at.%La~(3+)∶CaF_2,0.5at.%Nd~(3+)与3at.%Sc~(3+)∶CaF_2掺杂,分别获得1.10W和0.64 W的连续激光输出,斜效率分别为23.0%和12.8%,阈值泵浦功率仅为10mW.实验结果表明,Nd-La共掺和Nd-Sc共掺的CaF_2晶体是一种可用于二极管泵浦且可获得高功率高效率激光输出的激光介质.     

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.     

Pb2+: CaWO4晶体电子结构研究

运用局域密度泛函理论的离散变分方法（DV-Xa）模拟计算了掺Pb2+后CaWO4晶体的电子结构。计算结果表明,掺Pb2+后晶体的带隙明显变窄;晶体中可能存在Pb的6 s态到W的5 d态的电子跃迁过程,用过渡态的方法计算得到其光学跃迁能为3.86 eV（对应322 nm吸收带）。并解释了晶体内440 nm发光带起源于W的5 d态到Pb的6 s的金属离子间电子转移过程。     

配体调控GONR催化H_2O_2还原HAuCl_4-RRS法测定Ni~(2+)

在60℃水浴条件下,过氧化氢(H_2O_2)还原HAuCl_4生成金纳米溶胶反应缓慢,加入氧化石墨烯纳米带(GONR)等纳米酶催化剂后,反应加快。当有丁二酮肟(DMG)配体存在时,DMG吸附在GONRs表面,导致GONR的催化作用减弱;而当溶液中存在Ni~(2+)时,形成Ni(DMG)2复合物,使DMG从GONRs表面脱附,此时GONRs得到释放,使得从而GONRs催化效应活化,催化作用增强。随着Ni~(2+)浓度的增加,脱附的GONRs越多,催化H_2O_2-HAuCl_4反应加快,体系生成的金纳米粒子增多,体系的RRS信号增强,当Ni~(2+)浓度在0.07~0.98μmol·L~(-1)浓度范围内,ΔI_(540nm)与Ni~(2+)浓度呈良好的线性关系,线性方程为ΔI_(540nm)=729.31c+32.049,线性相关系数R~2=0.991 4,检测限为0.028μmol·L~(-1)。     

准—维反铁磁体CsMnCl_3·2H_2O(2D_2O)的电子光谱研究

在室温下研究了CsMnCl_3·2H_2O(2D_2O)(CMC)的吸收光谱。在250～650nm波长范围内观察到7个明显的吸收峰。根据CMC晶体的实际结构,对CMC晶体巾Mn~(2+)离子所处的对称晶场采用O_h近似,利用配位场理论计算出了Mn~(2+)离子的电子能级,并确认了能级跃迁与各吸收峰的对应关系。理论计算与实验结果较符合。     

TTA化学发光新体系测定镍的研究

研究了TTA新体系的化学发光特性。依据Ni~(2+)的催化作用,通过条件优化实验,建立了测定Ni~(2+)的化学发光新方法。方法检出限为3.0ng/ml Ni~(2+),线性范围为4×10~(-9)-4×10~(-6)g/mL;对0.1μg/ml Ni~(2+)进行10次重复测定的相对标准偏差为0.94%。方法应用于水中镍的测定,结果良好。     

DV-X_a计算a-SiO_2电子结构

利用离散变分X_(?)(DV-X(?))的方法,非经验地计算非晶二氧化硅(a-SiO_2)电子结构,得到了与实验值较一致的结果,并研究a-SiO_2体结构畸变对a-SiO_2电子结构的影响.     

三价镨离子掺杂对铽镓石榴石晶体磁光性能影响的量子计算

在铽镓石榴石(TGG)晶体中掺杂Pr~(3+)离子能够有效提升材料的磁光性能,但目前缺乏系统的理论计算阐明此问题.本文根据量子理论,分析了掺杂Pr~(3+)离子的影响机理并进行了定量计算.根据微扰理论解算久期方程,得到自旋-轨道耦合、晶场、有效场及离子之间的超交换作用下, Tb~(3+), Pr~(3+)离子的能级位移及波函数;进一步解算出Tb~(3+), Pr~(3+)离子自基态4f至5d的跃迁电偶极矩、各能级上的分布概率及平均磁矩;获得了Pr:TGG晶体的维尔德常数和磁化率,以及维尔德常数与Pr3+离子掺杂量之间的关系.研究结果表明:由于Pr~(3+)离子引起的法拉第旋转角较Tb~(3+)离子大,同时Tb~(3+)离子和Pr~(3+)离子之间强烈的超交换作用引起了能级的进一步分裂,导致Pr:TGG晶体维尔德常数明显提升;掺杂Pr~(3+)离子后,晶体内部有效磁矩增高,磁化率增大,且温度依赖性降低;维尔德常数数与Pr~(3+)离子掺杂量成分段线性关系,当晶体内部的Tb~(3+)离子和Pr~(3+)离子含量相等时,达到最大值.本文的计算结果与已有的实验数据符合较好.     

双调Q Nd:GdVO_4激光器的脉宽控制

采用激光二极管(LD)抽运c轴切割的Nd:GdVO_4晶体,声光调制器作为主动调Q开关,Cr~(4+):YAG饱和吸收体作为被动调Q开关,实现了声光Cr~(4+):YAG主被动双调Q 1.06μm激光运转。实验结果表明,通过改变声光调制器和Cr~(4+):YAG饱和吸收体在谐振腔内的位置,可以有效地控制脉冲宽度,同时获得了双调Q激光的单脉冲能量、峰值功率的变化范围。根据ABCD矩阵传输理论计算得出的腔内模式半径沿腔轴的变化关系,考虑腔内振荡光强的空间高斯分布以及声光调制的渡越时间,给出了LD抽运声光Cr~(4+):YAG主被动双调Q激光的耦合速率方程组,理论计算与实验结果相符。     

深红色Mg_(1+y)Al_(2-x)O_4:xMn~(4+),yMg~(2+)荧光粉的合成与发光性质

采用高温固相法在空气气氛中合成了新型Mg_(1+y)Al_(2-x)O_4:xMn~(4+),yMg~(2+)深红色荧光粉.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪表征荧光粉的晶体结构和形貌,并分析了发光性质,讨论了掺杂不同浓度Mn4+和过量Mg2+对样品发光强度的影响.结果表明,在300 nm波长激发下样品发射652 nm波长的红光,归因于Mn~(4+)的~2Eg—~4A_(2g)跃迁, Mn~(4+)的最佳掺杂浓度为0.14%.采用Blasse公式计算了Mn~(4+)-Mn~(4+)之间能量传递的临界距离,讨论了可能的能量传递过程和引起浓度淬灭的原因,采用Tanabe-Sugano能级图从理论上计算和分析了Mn~(4+)的d~3电子构型的晶体场强度大小.过量Mg~(2+)可以提高荧光粉的发光强度,同时导致了荧光寿命的缩短,荧光衰减曲线呈单指数变化.探讨了过量Mg~(2+)增强发光强度的机理,阐述了深红色荧光粉MgAl_2O_4:Mn~(4+)发光效率提高的原因.     

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 关键词： PbWO4晶体 密度泛函 氧空位和铅空位 态密度分布     

LiSrAlF6晶体Cr3+掺杂中心电子结构的研究

使用离散变分方法(DVM)对LiSrAlF6晶体中以Cr3+为中心的多种分子团簇的电子结构进行了计算.主要研究了镶嵌势、团簇大小、基组类型对单电子能量本征值、基态原子轨道特性的影响,给出了使计算结果趋于收敛的基本条件.     

锂洞原子双激发态的鞍点能量计算

采用鞍点截断变分方法和鞍点复数转动技术,计算和分析了锂洞原子双激发共振态[1s(2s2p)3P]2P0的鞍点能量和波函数.计算结果表明这种理论计算方法是获得高精度的能量值的重要保证.     

Tb~(3+)离子与SnO_2纳米晶体共掺杂SiO_2薄膜荧光增强

为了提高Tb~(3+)离子在硅基薄膜中的吸收截面与光发射效率,本文通过在硅基薄膜中引入具有更大吸收截面的SnO_2纳米晶体,利用共振能量转移机制,大幅提高了Tb~(3+)离子的光发射效率。首先,利用限制性晶化原理,采用基于旋涂技术的溶胶凝胶法制备了Tb~(3+)离子与SnO_2纳米晶体共掺杂非晶SiO_2薄膜。然后,通过选择最佳掺杂浓度的SnO_2纳米晶体作为敏化剂,Tb~(3+)离子掺杂SiO_2薄膜在541 nm处的特征荧光发射强度增大了2个数量级。荧光激发谱与瞬态荧光寿命谱测试结果表明,Tb~(3+)离子与SnO_2纳米晶体之间存在着有效的非辐射复合能量传递过程,1 000℃高温退火后,部分Tb~(3+)离子进入纳米晶体内部,导致共振能量转移效率大幅提高。以上研究表明:SnO_2纳米晶体是一种潜在的Tb~(3+)离子敏化剂,可有效提高稀土Tb~(3+)离子掺杂SiO_2薄膜的光发射效率。