固体中稀土离子的4fn-15d组态

简介4fn-15d电子组态研究的方法,综述近年来的研究进展,并对存在的问题进行评述。4fn-15d组态从整体来看,f电子与d电子间的Coulomb相互作用与5d电子受到的晶场作用以及4fn-1的能级劈裂为同一数量级,因此,Russell Saunders耦合和|4fn-1SLJM>-|5dΓα>耦合波函数都不能很好地反映本征态的特征。但对于某些稀土离子局部能量范围内的4fn-15d能级,HC(fd)相对较小,|4fn-1SLJM>|5dΓα>可以反映这个区域内4fn-15d能级的主要特征。光谱中是否出现精细结构,与能级的电声子耦合的强弱有关而不是与|4fn-1SLJM>-|5dΓα>耦合中|5dΓα>位置的高低有关。4fn能级与4fn-15d能级间的相互作用则与具体能级有关,不能根据个别实验就断言这种作用强或者弱。     

稀土离子4fn-15d组态的配位场理论

基于配位场理论方法,以4f15d1组态为例,阐明了稀土离子4fn-15d组态的谱项、支谱项及其相应的波函数和能量的研究方案;推导出4fn-15d组态在S4点群对称晶体场作用下的配位场势函数和光谱跃迁选律;得出一些有关4fn-15d组态的能级能量的定性结论。     

稀土离子的高能光谱

讨论了稀土离子在能量高于50000 cm-1(波长短于200 nm)的光谱, 包括4f-4f跃迁, 4f-5d跃迁, 4f-6s跃迁, 基质吸收和电荷迁移带. 利用Dorenbos 提出的公式 E(Ln,A)=49340-D(A)+ΔELn,Ce, 指认了Sm3 +离子在我们合成的Ba3BP3O12中的4f-5d跃迁的能量值为170 nm. 利用我们提出的稀土离子光学电负性χM 与标准还原电位E0Ln的关系式 E 0Ln(Lnn+→Ln(n-1))=4.273 χM-7.776 (其中 n=3或4), 从稀土离子的光学电负性χM与JJrgensen提出的公式Ec t=[χX-χM]×30000 cm-1, 估算出Er3+和Eu3+ 离子在含氧杂质的LiYF4∶Er和LiYF4∶Eu3+中Er-O和Eu3+-O的电荷迁移带的能量, 以及LiYF4∶Eu3+中Eu3+-F的电荷迁移带的能量, 估算值与文献报道的实验值基本相符.     

LiYF4：Nd^3＋离子此外吸收光谱谱带的归属

主要从理论上分析了ＬｉＹＦ４：Ｎｄ晶体中Ｎｄ＾３＋离子的４ｆ＾３→４ｆ＾２５ｄ跃迁光谱，提出了４ｆ＾２５ｄ组态谱项的组合方案，从而可以标记４ｆ＾２５ｄ组态的各个能级。据跃迁选律，说明了Ｎｄ＾３＋离子的基态向４ｆ＾２５ｄ组态的跃迁。理论分析与实验结果符合很好。     

LiYF_4∶Nd~(3+)离子紫外吸收光谱谱带的归属

主要从理论上分析了LiYF4 ∶Nd晶体中Nd3+离子的 4f3→ 4f2 5d跃迁光谱 ,提出了 4f2 5d组态谱项的组合方案 ,从而可以标记 4f2 5d组态的各个能级。据跃迁选律 ,说明了Nd3+离子的基态向 4f2 5d组态的跃迁。理论分析与实验结果符合很好。     

Zn2SiO4基体掺杂稀土离子纳米粉体的制备和光谱特性

采用sol-gel法在Zn2SiO4基体中掺杂稀土离子Eu^3 和Y，制备了Zn2SiO4:Eu及Zn2SiO4:Eu,Y纳米粉体，研究不同稀土离子浓度对荧光强度的影响，并采用热重－差热分析，X射线粉末衍射，荧光光谱分析等技术手段进行表征，目标产物的平均粒径分别为31nm和27nm。     

在空气下制备掺二价稀土的硼酸盐及二价稀土离子(RE2+=Sm,Eu,Tm,Yb)的光谱特征

本文讨论了Sm²⁺、Eu²⁺、Tm²⁺、Yb²⁺等二价稀土离子的光谱特征,特别是在一些含四面体硼酸根的硼酸盐如SrB₄O₇、SrB₆O₁₀和BaB₈O₁₃中它们的光谱性质。当以三价稀土离子取代化合物中的二价碱土离子时,利用不等价取代而产生的缺陷所带的电荷,可在高温的空气下使上述的稀土离子还     

掺三价铈离子四偏磷酸盐NaLn(PO3)4 (Ln=La, Gd)的真空紫外光谱研究

用高温固相法合成了NaLn（PO3）4：1．0％（原子分数）Ce^3＋（Ln=La,Gd）两种粉末发光材料,在合肥国家同步辐射实验室（NSRL）测得两种样品中Ce^3＋的真空紫外光谱。根据真空紫外光谱图,得到了两种稀土偏磷酸盐中所掺Ce^3＋离子5d轨道的能级分裂图。结合NaLa（PO3）4和NaGd（PO3）4的单晶结构数据,发现随着Ln-O平均键长的减小,Ce^3＋离子5d轨道的晶场劈裂（εcfs）、重心位移（εc）和总的红移（total redshilt,D）均增大。根据配体极化模型,计算了两种化合物中掺杂Ce^3＋离子的有效平均键长（Reff）和光谱极化率（αsp）,发现随着平均键长Rav（Ln—O）变短,Ce^3＋离子的光谱极化率（αsp）也随之减小。