CaWO4晶体中F型色心电子结构的研究

运用相对论的密度泛函离散变分法(DV-Xa)研究了CaWO4晶体中F型色心的电子结构.计算结果表明,F和F+心在禁带中引入了新的施主能级;分析了晶体内可能存在的光学跃迁模式,并通过过渡态的方法计算了F,F+心跃迁到导带底的能量分别为1.92 eV和2.42 eV.因此,从理论上推断了F和F+心在CaWO4晶体中可能引起650nm和515 nm的吸收,由此说明CaWO4晶体中650 nm和515 nm吸收带起源于晶体中的F和F+心.     

CaWO4晶体中F型色心电子结构的研究

运用相对论的密度泛函离散变分法(DV-Xα)研究了CaWO₄晶体中F型色心的电子结构. 计算结果表明，F和F⁺心在禁带中引入了新的施主能级；分析了晶体内可能存在的光学跃迁模式，并通过过渡态的方法计算了F，F⁺心跃迁到导带底的能量分别为1.92eV和2.42eV. 因此，从理论上推断了F和F⁺心在CaWO₄晶体中可能引起650nm和515nm的吸收，由此说明CaWO₄晶体中650nm和515nm吸收带起源于晶体中的F和F⁺心. 关键词： 4晶体')" href="#">CaWO₄晶体 +心')" href="#">F和F⁺心 DV-Xα     

钼酸铅晶体中F型色心电子结构的理论计算

运用相对论性的密度泛函离散变分(DV-Xα)方法模拟计算PbMoO₄晶体中可能存在的F型色心的电子结构.结果表明,F,F⁺心在PbMoO₄晶体的禁带中引入了施主能级,其光学跃迁能分别是2.141,2.186 eV,即F,F⁺心能分别引起PMO晶体中581,567 nm的吸收,该吸收与PbMoO₄晶体中580 nm的吸收峰对应.因此,可推断F型色心能引起PMO晶体中由光色效应引起的580 nm吸收.     

碘化铯晶体中电子型色心的电子结构研究

运用以密度泛函理论为基础的相对论性离散变分方法(DV-Xα)模拟计算了完整的和含有F心、F+心以及F2心的碘化铯(CsI)晶体的电子结构,得到了含F心和F+心以及F2心的CsI晶体电子态密度分布以及它们可能产生的光学跃迁模式.计算结果表明,含F心和F2心的CsI晶体的禁带宽度明显变窄,F心和F2心的能级都出现在禁带中并且作为施主能级位于导带底部,利用过渡态理论计算得到其能级向Cs的5d轨道发生光学跃迁,能量跃迁值分别为1.69eV和1.15eV,该结果与实验结果完全一致,F+心没有能级出现在禁带中.计算结果从理论上成功地解释了碘化铯晶体经过辐照后电子型色心所产生的吸收带起源问题.     

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.     

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     

Dawson结构硫钼杂多阴离子的电子结构

使用第一原理密度泛函理论中的离散变分方法（DFT-DVM）对（S2Mo18O62）4-的电子结构进行了理论计算,并与Keggin结构（SMo12O40）2-的电子结构作了比较分析,结果表明,（S2Mo18O62）中的电子离域地分布在整个阴离子骨架中,但极位和赤道位原子的电荷分布有明显差异。端氧与Mo之间的键均较强,中心氧与Mo之间形成的键最弱。（S2Mo18O62）4-的化学行为的活性中心是赤道位钼Moe、极位端氧Opt、极位共顶桥氧Opea、赤道位端氧Oet和赤道位共边桥氧Oeb。与（SMo12O40）2-相比,（S2Mo18O62）4-的稳定性和氧化性均较弱。但在两种类型的硫钼杂多阴离子中,Mo对其氧化性的产生起了重要的作用。     

钨酸铅晶体中与铅空位有关的电子结构和色心模型研究

根据密度泛函理论对钨酸铅晶体中铅空位周围的晶格进行了结构优化，计算得到铅空位周围的晶格结构、电子态密度分布和偏振吸收光谱；计算结果表明钨酸铅晶体中铅空位的两价负电性是通过铅空位周围的氧共同抓获两个空穴来维持局部电中性的，即铅空位周围形成的色心模型为［O₂^3--V_Pb^2--O₂^3-］，不同的氧离子抓获空穴方式不同形成不同的色心，对应不同的吸收带；根据吸收带的偏振性质，提出了各个 关键词： 钨酸铅晶体 色心模型 电子结构 偏振特性     

LaPO4和ScPO4电子结构和光学性质的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,对LaPO₄和ScPO₄的能带结构、电子态密度及光学性质进行计算和分析.计算结果表明：LaPO₄的禁带宽度为5.646 eV,ScPO₄的禁带宽度为4.531 eV. LaPO₄晶体价带顶主要由P-3s、P-3p及O-2p态贡献,导带底主要是由La-5d态贡献;ScPO₄晶体价带顶主要由P-3s、P-3p及O-2p态贡献,导带顶主要是由Sc-3d态贡献.就光学性质而言,ScPO₄的静介电常数是2.03,比LaPO₄(1.92)的静介电常数大,体系极化能力较好.     

Electronic Structures of PbWO4 Crystals Containing F-Type Colour Centres

Electronic structures of PbWO4 crystals containing F-type colour centres with the lattice structure optimized are studied within the framework of the fully relativistic self-consistent Dirac-Slater theory, using a numerically discrete variational （DV-Xα） method. The calculated results show that F and F^＋ centres have donor energy levels in the forbidden bands. Their optical transition energies are 1.84 eV and 2.21 eV, respectively, which correspond to the 680nm and 550 nm absorption bands. It is predicted that the 680 nm and 550nm absorption banas originate from the F and F^＋ centres in PbWO4 crystals.     

Electronic Structures of PbMoOa Crystals with F-Type Colour Centres

Electronic structures of PbMoO4 crystals containing F-type colour centres with the lattice structure optimized are studied within the framework of the fully relativistic self-consistent Dirac-Slater theory, using a numerically discrete variational （DV-Xa） method. The calculated results show that F and F＋ centres have donor energy levels in the forbidden band. The optical transition energies are 2.166eV and 2.197eV, respectively, corresponding to the 580nm absorption bands in PbMoO4 crystal. The 580nm absorption band in PbMoO4 is originated from the F-type colour centres.     

硅酸锌的电子结构

采用局域密度泛函理论和第一性原理的方法,计算四方结构和六角结构硅酸锌的平衡晶格常数、电子态密度和能带结构。计算结果表明,四方结构硅酸锌的平衡晶格常数为0.71048nm,六角结构为1.40877nm,两者与实验值的误差均在1%左右。态密度图显示,主要电子态分布在-7.18～0.00eV和2.79～10.50eV两个能量区域;同时,不同元素电子对导带和价带有不同贡献,其中氧的p态电子对价带顶贡献最大,锌的s态电子对导带底贡献最大。能带计算表明,四方与六角结构硅酸锌均为直接带隙半导体,禁带宽度分别为2.66,2.89eV。     

若干In2Se3化合物的晶体结构与电子特性

In_2Se_3是一种常见的A_2~ⅢB_3~Ⅵ型半导体,在不同温度下可表现出不同的物相,对应的晶格参数与物理性质也会有所不同.在过去几十年间,In_2Se_3的多相性引起了人们的关注,各物相的晶体结构被广泛地研究.近年来,研究发现α-In_2Se_3具有优异的光电、压电性能以及独特的铁电性能,可以预见它将在未来的半导体电子器件中发挥出重要的作用.本文综述了一系列In_2Se_3化合物的晶体结构与电子特性,我们首先简要介绍了这些In_2Se_3化合物的基本知识,接着详细讨论了它们的晶体结构与电子特性,最后对In_2Se_3化合物的研究前景进行了展望.     

若干In2Se3 化合物的晶体结构与电子特性

等离激元是金属中自由电子的集体振荡,其在物理,生物、化学、能源、信息等领域具有重要的应用前景。近些年来对等离激元量子效应研究的深入开展使得等离激元研究迈入了新阶段。本文首先简要介绍了等离激元的两个基本特性：光压缩效应和局域电场增强效应;随后回顾了量子等离激元方面的最新的进展,包括量子纠缠效应,量子尺寸效应,量子遂穿效应,等离激元在台阶势垒处的反射与激发,等离激元对电子相干效应的增强;最后对量子等离激元研究进行了总结和展望。     

CuI晶体及其缺陷态电子结构的模拟

利用相对论密度泛函理论和嵌入分子团簇方法,模拟计算了具有闪锌矿结构的γ态CuI晶体及其缺陷态的电子结构。结果显示晶体的本征能级结构:价带顶主要由I5p和Cu3d轨道杂化组成,导带底由Cu4s轨道组成,禁带宽度为3.1eV,该结果与实验相符。在不同缺陷态的计算中,四面体间隙铜缺陷相对其他间隙缺陷更易于在晶体中形成,其中Cu3d→4s跃迁能量为3.2eV,推测与CuI晶体发光密切相关。     

YTaO4和LuTaO4电子结构和光学性质的理论计算

基于第一性原理的赝势平面波方法计算了完整YTaO4和LuTaO4晶体的电子结构、介电函数、折射率、吸收光谱.计算结果表明,二者价带的贡献都主要来源于O2p态.导带分为两部分,下导带都主要由Ta5d态组成,YTaO4上导带主要由Y4d态组成.而LuTaO4上导带的贡献主要来源于Lu5d态.在ω=0时,YTaO4和LuTaO4晶体的介电常数和折射率都非常接近;介电函数虚部的低能特征峰(小于10.0 eV)归因于TaO3-4基团的电子跃迁,对应电子从O2p价带到Ta5d导带的跃迁;10.0～15.0 eV之间的特征峰对应于电子从价带到上导带的跃迁;大于15.0 eV的特征峰则归因于O2s态的内层电子到导带的跃迁.两种晶体在紫外区的吸收带宽而强,此吸收带归属于从氧(2p)到钽d0离子的电荷转移跃迁.     

新稀土半金属材料MnLa_2O_4的电子结构

使用基于密度泛函理论的第一性原理计算,预言了具有立方尖晶石结构的ⅡA型新稀土半金属材料MnLa_2O_4.MnLa_2O_4的分子磁矩为5.0μB,高于Fe_3O_4.MnLa_2O_4的居里温度和半金属稳定性高于Fe_3O_4.MnLa_2O_4中A位过渡离子和B位稀土离子间存在弱铁磁性耦合.MnLa_2O_4中过渡离子的3d轨道因较强的晶体场作用发生分裂,导致一种自旋的3d子带处于费米面附近并与O配体形成杂化轨道,而另一种则高于费米面形成空带,从而导致了能带的自旋极化和半金属性的出现.La离子没有4f电子,虽然它与O配体也有杂化轨道,但La离子对材料的磁性没有任何贡献.