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

1、本人的工作主要包括以下兩個部分：a)運用DV—Xα方法對攙雜在YPO4晶體中整個鑭系離子系列的電子結(jié)構(gòu)進行了從頭自洽的計算，并通過過渡態(tài)計算的方法計算了它們的4f→5d的躍遷能量，然后和實驗上測得的激發(fā)譜的峰進行了對比指認。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，并將之運用于f12d組態(tài)，對CaF2：Yb3+的激發(fā)光譜做了成功的解釋。 在第一部分中，我們運用DV—Xα方法，在其相對論自旋極化以及鑲嵌

2、團簇的模式下，對攙雜在YPO4晶體中的整個鑭系系列離子(4f)1—(4f)13進行了電子結(jié)構(gòu)和4f—5d躍遷計算。其中，基態(tài)計算的結(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能級在整個基質(zhì)能帶中的相對位置，以及他們在整個系列中的變化趨勢。和實驗以及近年別的理論工作(經(jīng)驗公式或及從頭算)比較，這個變化趨勢吻合得很好，而且我們計算的特征能級εf，εd數(shù)值更完全，更好。在過渡態(tài)計算方面，對于(4f)N中N>

3、1的情況，過渡態(tài)計算結(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)：在我們這個因?qū)ΨQ性低而軌道簡并完全退化，同時自旋極化計算又解除了自旋簡并的情況下，每個單電子能級對應唯一的單電子態(tài)，一個電子占據(jù)構(gòu)型對應唯一的一個多電子態(tài)，從而一個過渡態(tài)計算結(jié)果可直接地和一個躍遷峰的零聲子線相對比。本文用過渡態(tài)計算的結(jié)果和實驗上觀測到的所有稀土離子在YPO4中4f—5d能量激發(fā)峰進行了對比指認，指認的結(jié)果和M．F．Reid通過參數(shù)化計算得到的指認，以

4、及用Duan C．K．和Xia S．D．提出的簡單模型的辦法對激發(fā)譜指認的結(jié)果一致，各個峰值的數(shù)值吻合的很好，并由之同時優(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。對于實驗上未觀測或未觀測到的4f—5d躍遷，我們可用過渡態(tài)計算預言其能量位置。此方法可應用到其它摻稀土等離子的低對稱體系的f—d，和f—f以至于電荷遷移等電子躍遷計算中。 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