稀土離子系列摻雜的晶體的電子結(jié)構(gòu)和4f→5d激發(fā)能級(jí)的計(jì)算.pdf

1、本人的工作主要包括以下兩個(gè)部分：a)運(yùn)用DV—Xα方法對(duì)攙雜在YPO4晶體中整個(gè)鑭系離子系列的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了從頭自洽的計(jì)算，并通過過渡態(tài)計(jì)算的方法計(jì)算了它們的4f→5d的躍遷能量，然后和實(shí)驗(yàn)上測(cè)得的激發(fā)譜的峰進(jìn)行了對(duì)比指認(rèn)。b)介紹和總結(jié)了關(guān)于4f—5d躍遷的簡單模型的思想、理論公式及其發(fā)展，并將之運(yùn)用于f12d組態(tài)，對(duì)CaF2：Yb3+的激發(fā)光譜做了成功的解釋。 在第一部分中，我們運(yùn)用DV—Xα方法，在其相對(duì)論自旋極化以及鑲嵌

2、團(tuán)簇的模式下，對(duì)攙雜在YPO4晶體中的整個(gè)鑭系系列離子(4f)1—(4f)13進(jìn)行了電子結(jié)構(gòu)和4f—5d躍遷計(jì)算。其中，基態(tài)計(jì)算的結(jié)果給出了體系的分子軌道能譜，總態(tài)密度和分態(tài)密度，確定了鑭系離子的全部4f，5d能級(jí)在整個(gè)基質(zhì)能帶中的相對(duì)位置，以及他們?cè)谡麄€(gè)系列中的變化趨勢(shì)。和實(shí)驗(yàn)以及近年別的理論工作(經(jīng)驗(yàn)公式或及從頭算)比較，這個(gè)變化趨勢(shì)吻合得很好，而且我們計(jì)算的特征能級(jí)εf，εd數(shù)值更完全，更好。在過渡態(tài)計(jì)算方面，對(duì)于(4f)N中N>

3、1的情況，過渡態(tài)計(jì)算結(jié)果通常只能和若干峰的權(quán)重平均值比較，但我們發(fā)現(xiàn)：在我們這個(gè)因?qū)ΨQ性低而軌道簡并完全退化，同時(shí)自旋極化計(jì)算又解除了自旋簡并的情況下，每個(gè)單電子能級(jí)對(duì)應(yīng)唯一的單電子態(tài)，一個(gè)電子占據(jù)構(gòu)型對(duì)應(yīng)唯一的一個(gè)多電子態(tài)，從而一個(gè)過渡態(tài)計(jì)算結(jié)果可直接地和一個(gè)躍遷峰的零聲子線相對(duì)比。本文用過渡態(tài)計(jì)算的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到的所有稀土離子在YPO4中4f—5d能量激發(fā)峰進(jìn)行了對(duì)比指認(rèn)，指認(rèn)的結(jié)果和M．F．Reid通過參數(shù)化計(jì)算得到的指認(rèn)，以

4、及用Duan C．K．和Xia S．D．提出的簡單模型的辦法對(duì)激發(fā)譜指認(rèn)的結(jié)果一致，各個(gè)峰值的數(shù)值吻合的很好，并由之同時(shí)優(yōu)選了描述稀土離子摻雜引入的晶格畸變的參數(shù)的數(shù)值。對(duì)于實(shí)驗(yàn)上未觀測(cè)或未觀測(cè)到的4f—5d躍遷，我們可用過渡態(tài)計(jì)算預(yù)言其能量位置。此方法可應(yīng)用到其它摻稀土等離子的低對(duì)稱體系的f—d，和f—f以至于電荷遷移等電子躍遷計(jì)算中。 在第二部分中，我們介紹和總結(jié)了關(guān)于4f—5d躍遷的簡單模型的思想、理論公式及其發(fā)展(這包括