First-principles study on the optical properties for CsI crystal with a pair of VCs^1- - V1 ^1＋

The electronic structures and optical properties of both the perfect CsI crystal and the crystal containing a pair of VCs^1- -V1^1＋ are calculated using CASTEP code with the lattice structure optimized. The calculated results indicate that the optical symmetry of the CsI crystal coincides with the lattice structure geometry Vcs^1- - V1^1＋ of the CsI crystal. The absorption spectrum of the CsI crystal containing a pair of Vcs^1- - V1^1＋ also does not occur in the visible and near-ultraviolet range. It reveals that the existence of the pair of Vcs^1- - V1^1＋ in CsI crystal has no visible effects on the optical properties of the CsI crystal.     

金刚石薄膜电致发光研究

报道了金刚石薄膜电致发光现象.为进一步提高金刚石薄膜蓝区电致发光强度,分别采用了硼氮双掺杂法和稀土掺杂法制备出了金刚石薄膜电致发光器件,并采用低电容率的本征金刚石薄膜和氧化硅薄膜为绝缘层的夹层式器件结构.研究结果显示:采用稀土铈掺杂可以有效地提高金刚石薄膜蓝区电致发光强度,其蓝区最大电致发光强度可达3.5 cd/m2;采用低电容率绝缘膜的夹层式结构,能有效地提高电子进入发光层时的能量,并有助于提高器件发光的稳定性和发光寿命.     

钨酸铅晶体中与氧空位缺陷有关的光学偏振特性

本文利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似，计算了含氧空位的PbWO4（PWO）晶体的电子结构，模拟计算了复数折射率及光学参数的偏振特性。比较含氧空位的PWO晶体与完整的PWO晶体的吸收光谱及其偏振特性，得到与氧空位相关的光学偏振特性。结果表明：完整的PWO晶体在可见和近紫外区域内无吸收，而含氧空位的PWO晶体在可见和近紫外区域出现吸收，该吸收谱有2个峰值分别位于370nm和420nm吸收带，它们的峰值位置与实验测得的350nm和420nm吸收带十分接近，由此可见PWO晶体中350nm和420nm吸收带与氧空位的存在有关。     

含氧空位SrTiO3晶体电子结构研究

运用CRYSTAL-09软件计算得到了完整和含氧空位的SrTiO3晶体的电子态密度分布、能带结构和电荷密度分布。本文先通过分析完整SrTiO3晶体的电子结构,确定晶体化学键的组成。通过分析含氧空位的SrTiO3晶体的电子结构,发现禁带中出现一条新的缺陷带,缺陷带属于Σ轨道。通过缺陷能级的分析,结果表明SrTiO3晶体中2.4 eV的发光带可能是由Σ*-Σ之间的跃迁产生。     

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.     

Local Lattice Distortion Around VPb^2- in PbWO4 and the Origin of the 420nm Luminescence Band

The lattice structures around one lead vacancy VPb^2- in PbWO4 are studied within the framework of the fullrelativistic density functional theory. Using the conjugate gradient method, we optimize the geometry of the ions around VPb^2- by moving the ions within the sub-cell until specified tolerance is satisfied. We obtain the geometric positions of ions around VPb^2- after optimization. The calculated results indicate that there would be local lattice distortion caused by the existence of VPb^2-. The electronic structures of both the optimized and pre-optimized PWO containing VPb^2- have been calculated. The density of states of the distorted PWO indicates that the energy gap between the 2p state of O^2- and the 5d state of W^6 is 3.90eV, which shows that the distorted W-O tetrahedron may be the 42Onm luminescence centre.     

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.     

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     

Cr掺杂锐钛矿相TiO2光学性质的第一性原理研究

本文对Cr掺杂TiO2进行了基于密度泛函理论的第一性原理研究.模拟计算了完整及Cr掺杂TiO2的电子结构,介电函数及吸收光谱的偏振特性.计算结果表明完整的锐钛矿型TiO2晶体在可见光范围内无吸收;掺Cr后晶体的禁带宽度减小到2.25 eV,吸收边红移,并在可见光区域出现了2.51 eV(495 nn)的吸收峰,表明Cr掺杂有利于提高TiO2对太阳光的吸收.计算结果与实验结果基本相符.     

硅酸镥晶体本征缺陷和力学性质的研究

采用GULP软件研究了硅酸镥晶体的本征缺陷、力学性质和氧空位的迁移.采用已有的势参数计算得到的结构参数与实验结果吻合的很好.与其他的氧空位相比,Vo5的缺陷形成能最低,因此氧空位主要以Vo5的形式存在.O的弗伦克尔缺陷具有最低的缺陷形成能,所以氧的弗伦克尔缺陷可能是晶体中存在的最主要的本征缺陷.本文还计算了晶体的弹性常数、体积模量、压缩系数、杨氏模量、泊松比率等力学性质.通过计算相邻氧格位之间氧空位的迁移能,发现O1,O2,O3和O4之间的迁移比较容易.