Ce3+离子掺杂Sr3AlO4F晶体的结构性质和4f→5d电子跃迁的第一性原理研究

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在当今光电与信息科技的大发展的背景下,稀土光学材料因其发光性能优异、环境适应性强的特点受到人们广泛关注。本文主要描述了第一性原理的方法研究了 Ce3+离子掺杂 Sr3AlO4F材料的结构性质和Ce3+离子跃迁光谱的计算研究工作,结构如下:
　　第一章绪论介绍了稀土元素一些基础知识及其在一些光学材料中的应用。着重介绍了稀土元素的应用和稀土光谱特征。
　　第二章介绍了本文工作采用的主要理论方法和计算软件。重点介绍了第一性原理方法和密度泛函理论(DFT)。对VASP和MOLCAS软件包进行了简单介绍。
　　第三章是论文的主体部分。采用基于 DFT的超单胞模型方法和基于波函数理论的镶嵌团簇模型方法,分别对取代占据 Sr3AlO4F晶体中的两种不同Sr格位的Ce3+的局部结构性质和4f→5d跃迁能量进行了研究。通过比较各种电荷补偿机制下的体系 DFT计算总能量,以及比较计算与实验4f→5d跃迁能量,对实验激发谱峰进行格位和电荷补偿方式指认。发现,实验激发光谱中404nm和440nm处谱峰分别是由占据八配位Sr2格位上的Ce3+离子在一个和两个配位OF′进行电荷补偿产生的。另外,结合对体系的杂化 DFT电子结构计算结果,对较高掺杂浓度时Sr3AlO4F:Ce3+晶体的发光热淬灭现象进行了定性分析。

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作者
王永丰;
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作者单位

安徽师范大学;

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授予单位安徽师范大学;
学科理论物理
授予学位硕士
导师姓名宁利新;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类镧系元素（稀土元素）;
关键词
Sr3AlO4F晶体; Ce3+离子掺杂; 电子跃迁; 第一性原理计算; 结构性质; 光学材料;

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