钬铝石榴石晶场参数调整

利用比热实验值,对钬铝石榴石（Ho3Al5O12）晶体的晶场参数进行了调整,依此计算了Ho3Al5O12晶体的晶场能谱、Zeeman劈裂能级和波函数. 在外磁场H=0时,分别计算了Ho3Al5O12晶体的总比热、总熵随温度的变化,以及外磁场H=10kOe时该晶体倒数磁化率的温度关系,理论计算结果均与已有实验数据符合较好.该工作为进一步探究该晶体的其它性质奠定了必要的理论基础,对实际生产和科学研究中磁制冷材料的优化选取也具有一定的现实意义.     

PrNi$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;的磁和磁热性能研究

在一些磁性材料内, 磁性离子间交换作用和磁性离子的自旋涨落对材料磁性有影响. 本文根据磁比热实验值确定了晶场参数后, 利用包含自旋涨落的交换作用有效场H_m= n₀ (1 + γ T + β e^{ω T})M, 计算了PrNi₂晶体晶场能级的Zeeman劈裂. 在温度为3.8 K ≤T≤ 30 K范围内, 计算了该晶体多晶磁矩随外磁场的变化, 以及外磁场H=5000 Oe时磁化率倒数随温度的变化, 计算结果和实验值符合较好. 当外磁场在0–50000 Oe时, 计算的该晶体的磁熵变与已有文献的理论结果相似. 计算结果说明, 提出的包含自旋涨落的交换作用有效场不仅适合亚铁磁性晶体, 而且也适合顺磁性晶体. 关键词： 2')" href="#">PrNi₂ 磁比热 交换作用有效场 磁矩 磁熵变     

Dy3Al5O12磁热性质研究

用量子理论计算了Dy₃Al₅O₁₂的晶场能谱、Zeeman劈裂能级和波函数. 在外磁场H_e为0<H_e<9 T, 温度为3<T<42 K 范围内, 计算了该晶体的磁矩、磁熵变, 计算结果与相关实验数据吻合较好. 该计算结果表明, Dy₃Al₅O₁₂内磁性离子间的交换作用非常微弱, 可以忽略. 从理论上给出了绝热退磁过程中温度变化ΔT与T的关系, 并与Gd₃Ga₅O₁₂晶体进行了比较, 发现不同外磁场下, Dy₃Al₅O₁₂和Gd₃Ga₅O₁₂的低温制冷性能在不同温区有差别. 在进行低温(T<10 K)制冷时, 若外磁场较低, 选择Dy₃Al₅O₁₂作为磁制冷材料较好; 若外磁场较高, 选择Gd₃Ga₅O₁₂作为磁制冷材料较好.     

晶场二级效应与交换作用对PrF3晶体磁性及磁光性质的影响

研究了晶场二级效应在PrF3晶体中的作用,发现该效应可使Pr3+离子的晶场单态与其他态混合,对PrF3晶体磁化率产生明显影响.进一步研究了晶体内的交换作用有效场,其形式为Hin(1.9-0.02556T)×10-5M,在100-300 K 的温度范围内,以此计算的PrF3晶体的倒数磁化率和Verdet常数的倒数与实验值符合较好.结果表明,在PrF3晶体中,晶场二级效应与离子间的交换作用都不能忽略.     

非晶锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O—0.7LiCl-xAl_2O_3晶化过程的正电子湮没一维角关联辐射研究

本文用中国第一台正电子湮没辐射一维角关联实验装置,测量了非晶锂离子导体B_2O-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3(x=0.15;0.10;0.05)晶化过程中各条正电子湮没辐射的一维角关联曲线,并对归一化的电子动量分布进行了线形参数的计算,从其S参数同样能推测出该离子导体在晶化过程中缺陷浓度的变化。 非晶离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3的实验结果表明,Al_2O_3组分不同,对非晶态样品在室温下一维角关联曲线的S参数亦无较大影响。完全晶化后,一维角关联曲线的S参数均有很大下降。在晶化过程最初期,无论Al_2O_3含量多少,S参数都明显略增;到晶化温度附近,仅对Al_2O_3含量较多的非晶,S参数反常增高。这些结果验证和补充了测正电子平均寿命得出的结论。由此初步证实了界面层有大量缺陷的物理图象。     

Al_2O_3从CaIrO_3结构转变为U_2S_3结构的相变对其高压下光学性质的影响

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,计算了Al_2O_3晶体在高压下的光学性质.结果表明:(1)Al_2O_3从CaIrO_3结构转变为U_2S_3结构:将使得其吸收谱主峰值强度增强、副峰值强度显著减弱、主副谱峰均红移以及光谱吸收边出现巨大的红移.(2)结构相变将引起Al_2O_3折射率谱峰值强度减弱和谱峰数增加;同时,在波长为400-2000 nm的范围内,结构相变将导致Al_2O_3折射率显著增大.本文的计算结果为未来进一步的实验研究提供了参考信息.     

CaZrO3:Mn4+晶体g因子及光谱的研究

推导了晶体中立方(Oh对称)的3d3八面体基团的g因子的高阶微扰公式;其中,既包括了传统的晶场机制(涉及与d-d跃迁光谱有关的晶场激发态与基态的相互作用)的贡献,也包括了以前在晶体场理论中被忽略的荷移机制(涉及与电荷转移光谱有关的荷移激发态与基态的相互作用)的贡献.采用这个公式和由CaZrO3:Mn4 晶体光谱所得的参量,文章计算了该晶体的g因子(也包括了d-d跃迁光谱),计算结果与实验值能很好地吻合一致.计算中发现,荷移机制对g因子移动Ag.(≈g-2.002 3)的贡献在符号上与晶场机制的贡献相反,但大小已达到晶场机制贡献的62%.这表明,对晶体中高价态的3d3离子(如Mn4 和Fe5 )八面体基团,合理地解释其g因子(或其他电子顺磁共振谱参量)应同时考虑晶场机制和荷移机制的贡献.     

Cr~(3+)在Y_3Ga_5O_(12)晶体中的能级和光谱特性

本文报道用熔盐法生长的Y_3Ga_5O_(12):Cr~(3+)晶体的能级和光谱特性.在室温下;测得~4T_2和~2E能级的有效荧光寿命为205μs,荧光光谱中心波长为727nm.根据Tanabe-Sugano理论计算了晶场能级,并求得了晶场强度参数D_q、Bacah参数B和C以及参数△分别为1626、645、2950和538cm~(-1).     

低对称性晶场中3d~5离子零场劈裂常数的计算

作为文献[4]的自然推广,本文讨论了低对称性(C_(4v)或D_(4h),C_(3v)或D_(3h))晶场中3d~5离子零场劈裂常数D值的计算。给出D值依赖于Racah参数、晶场参数和自旋-轨道耦合常数的表示式。用于α-Al_2O_3晶体中Fe~(3+),离子D值的计算,结果与实验值能够较好地符合。     

掺锰钙钛矿系统在外磁场下的相变与热力学性质

本文用渗流模型研究T(La1-xBx)2/3Ca1/2MnO3系统由顺磁性向铁磁性转换过程中外磁场与转换温度的关系.在平均场理论中,电阻是外磁场和温度的函数.我们发现:当外加磁场不太强时,转化温度随着外磁场的增加而线性地增加.并计算了该系统的热容量.我们理论上的计算与最近的实验观察相当符合.     

Gd_3Ga_(4.5)Al_(0.5)O_(12)单晶的低温磁性

采用提拉法制备了Gd_3Ga_(4.5)Al_(0.5)O_(12)单晶。经X射线粉末照相证实为石榴石型单相结构。在T=1.5—77K温区内,测量了磁化强度和磁化率。并与GGG的数据作了比较。实验结果表明:在场强H<500Oe时,磁化率x与温度T的关系遵守居里——外斯定律,其有序温度T_N远低于1.5 K.H>10000Oe时,该材料的磁化强度(或磁化率)比GGG高3一4％。在特定温度下,允许使用的临界场H_临比GGG高约4000 Oe     

PrP_5O_(14)晶体中Pr~(3 )离子的晶场参数和能级

本文在C_(2v)群近似下,以点群的不可约表示基矢为波函数,计算了PrP_5O_(14)晶体中Pr~(3 )的晶场参数,Racah参数,组态相互作用参数,自旋-轨道相互作用参数.计算中考虑了J混淆和J不混淆两种情况.计算了J混淆情况的能级,并指派了不可约表示,计算和实验能级符合较好.     

Si/Al/Na/Ca对准东煤灰熔融特性的影响

采用Factsage软件计算分析了Si/Al/Na/Ca对准东煤灰熔融特性的影响,结果发现:准东煤灰中Si02主要起助熔作用,流动温度随SiO_2含量增加而降低.当Al_2O_3含量低于12%时,流动温度随Al_2O_3含量增加而降低;当Al_2O_3含量大于15%时,流动温度随Al_2O_3含量增加而升高.Na_2O对流动温度的影响与灰中其他组分有关,总体而言,Na_2O起助熔作用.SiO_2/Al_2O_3质量比小于3.0的准东煤灰中,当CaO含量小于30%时,流动温度随CaO含量增加而降低;当CaO含量大于30%时,流动温度随CaO含量增加而升高。     

晶场二级效应与交换作用对PrF3晶体磁性及磁光性质的影响

研究了晶场二级效应在PrF₃晶体中的作用，发现该效应可使Pr³⁺离子的晶场单态与其他态混合，对PrF₃晶体磁化率产生明显影响.进一步研究了晶体内的交换作用有效场，其形式为H_in=(1.9-0.02556T)×10^-5M，在100—300 K的温度范围内，以此计算的PrF₃晶体的倒数磁化率和Verdet常数的倒数与实验值符合较好.结果表明，在PrF₃晶体中，晶场二级效应与离子间的交换作用都不能忽略. 关键词： 晶场二级效应 交换作用有效场 Verdet常数 3晶体')" href="#">PrF₃晶体     

CaZrO3∶Mn^4＋晶体g因子及光谱的研究

推导了晶体中立方(Oh对称)的3d3八面体基团的g因子的高阶微扰公式;其中,既包括了传统的晶场机制(涉及与d—d跃迁光谱有关的晶场激发态与基态的相互作用)的贡献,也包括了以前在晶体场理论中被忽略的荷移机制(涉及与电荷转移光谱有关的荷移激发态与基态的相互作用)的贡献。采用这个公式和由CaZrO3∶Mn4 晶体光谱所得的参量,文章计算了该晶体的g因子(也包括了d—d跃迁光谱),计算结果与实验值能很好地吻合一致。计算中发现,荷移机制对g因子移动Δg(≈g-2.0023)的贡献在符号上与晶场机制的贡献相反,但大小已达到晶场机制贡献的62%。这表明,对晶体中高价态的3d3离子(如Mn4 和Fe5 )八面体基团,合理地解释其g因子(或其他电子顺磁共振谱参量)应同时考虑晶场机制和荷移机制的贡献。     

α-Fe_2O_3单离子磁晶各向异性的计算及Morin转变的解释

本文根据晶场理论计算了α-Fe_2O_3的单离子磁晶各向异性。采用点电荷模型,计及近邻及次近邻对晶场的贡献,并考虑到近邻O~(2-)离子对次近邻Fe~(3+)离子的电屏蔽效应,在六级微扰近似下,得到单离子各向异性场H_(si)=102.3×10~2Oe。这一结果结合Artman等人对磁偶极各向异性的计算,导出了α-Fe_2O_3的Morin转变温度T_M=261K,与实验很好地符合。对于低浓度掺杂的α-(Fe_(1-n)Al_n)_2O_3采用线性近似原理,得出了Morin转变温度随n的变化关系。这一结果不但解释了现有的实验事实,而且预示了Morin转变温度随n变化的规律。     

Ti:MgAl_2O_4激光晶体的提拉法生长及性能表征

通过构建合适的温度梯度,优化转速、生长速度等工艺条件,采用提拉法晶体生长技术,首次成功地生长出了Ti离子掺杂的Ti:Mg Al_2O_4晶体,晶体尺寸为?30 mm×70 mm, X射线摇摆曲线表明该晶体的结晶质量良好.对晶体的拉曼振动峰进行了指认.测量了Ti:Mg Al_2O_4晶体退火前后的透过和荧光发射光谱,结合电子自旋共振(ESR)谱图分析了晶体中Ti离子的价态.室温下Ti:Mg Al_2O_4晶体在480 nm附近有个宽带发射峰,其荧光寿命为14μs,是Ti:Al2O3、Ti:Be Al_2O_4晶体的4—5倍,长的荧光寿命有利于储能;发射截面为2×10~(–20) cm~2,较大的发射截面利于实现激光输出.因此, Ti:Mg Al_2O_4晶体是潜在的能够实现宽带可调谐蓝光激光输出的晶体材料.     

Ho3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃陶瓷的上转换发光特性

以52SiO_2-8Na_2CO_3-16Al_2O_3-33NaF-3LuF_3-0.15Yb_2O_3-0.03Ho_2O_3的配比方式,在1 500℃的温度下通过高温熔融法制备了Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的氟氧化物玻璃样品和玻璃陶瓷样品。运用Judd-Ofelt理论研究样品的光谱特性。根据吸收谱计算得到的谱线强度参数Ω_λ(λ=2,4,6),从而计算出理论振子强度和实验振子强度,二者的均方根差为δ_(rms)=8.23×10~(-7)。计算了Ho~(3+)的各个能级跃迁的跃迁几率、跃迁分支比及能级寿命参数。结果表明:(1)~5I_7级寿命较长,为0.28 ms,适合作为上转换中间能级;(2)~5I_6→~5I_8能级的跃迁分支比为90.90%,可用于产生1 167 nm的激光。在980 nm红外激光的激发下,Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的玻璃陶瓷具有强绿色(550 nm)上转换荧光和较强红色(650 nm)上转换荧光,绿光和红光分别对应~5S_2,~5F_4→~5I_8和~5F_5→~5I_8的能级跃迁。根据上转换发射功率与980 nm LD激光器功率的关系估算出跃迁过程吸收光子数目分别为2.16和2.18,由此确定出该跃迁过程为双光子吸收过程。结果表明,玻璃陶瓷在绿色上转换发光材料中具有潜在的应用价值。     

Sc-Y-Ba-Cu-O高温超导材料的电子结构——Sc替代Y晶位

本文用第一性原理解 Schr(?)dinger 方程的 recursion 方法在紧束缚近似下计算了YBa_2Cu_3O_7和 Y_(0.5)Sc_(0.5)Ba_2Cu_3O_7晶体的局域电子态密度.考虑到 Cu 晶位的晶场分裂和采用了修正过的参量后,YBa_2Cu_3O_7的计算结果比原来有改进.Sc 散代 Y 晶位对电子结构的影响不大.如果不考虑 Sc 替代时对氧缺位的影响,Sc 替代本身并不直接导致 Cu 的价数的明显变化.     

Tm3+掺杂硅酸镓镧(La3Ga5SiO14)晶体的结构与光学性能研究

利用X射线粉末衍射确定了Tm3+掺杂硅酸镓镧(La3Ga5SiO14,LGS)晶体的晶体结构;运用DICVOL91程序计算了该晶体不同部位的晶胞参数;测定了Tm:LGS晶体的室温吸收谱和470 nm光激发下的发射光谱;根据Judd-Ofelt理论拟合了Tm3+的三个晶场调节参数Ωt(t=2,4,6),分别为2.694×10-20 cm2,1.842×10-20 cm2,0.030 × 10-20 cm2;计算了各个能级跃迁的谱线强度、振子强度、吸收截面等,进而计算了3H4和3F4态的自发跃迁概率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面,并对结果进行了分析.