Yb^(3+)在不同基质中基态分裂能的计算分析

利用晶体场理论,推导出Yb3+离子基态(2F7/2)与Nd3+离子基态(4I9/2)最大分裂能之间的关系式为ΔE(2F7/2)=1.4667ΔE(4I9/2),从实验数据拟合得到的关系式为ΔE(2F7/2)=1.0987ΔE(4I9/2)。理论计算与实验拟合存在差异,分析了出现差异的原因,认为差异主要是由相同晶体场对于不同掺杂离子的影响即晶体场参数Nv值不完全相同而引起的。

Fe^(3+):Al_2O_3的基态分裂和光谱精细结构研究

1963年,Low和Rosengarten近似计算了一些立方对称化合物中Fe^(3+)(3d^5)的基态~6S的分裂,发现要取得与电子顺磁共振(EPR)一致的结果,必须取自旋-轨道耦合常数大于自由离子值。因此。

蓝宝石(α-Al_2O_3:Fe^(3+))体系基态分裂与局域晶格畸变的研究

2002年Scholz和Buzaré对蓝宝石晶体中Fe3+离子的基态分裂重新进行了EPR实验测量和研究,他们的初步分析表明在蓝宝石晶体中Fe3+离子的6A1基态分裂有可能同时与两个方向的畸变角(θ和φ)有关.本文采用对角化d5组态在C3点群对称下的252×252完全能量矩阵的方法,对蓝宝石晶体中Fe3+离子的光谱和EPR谱进行了系统的研究.计算结果表明蓝宝石体系中Fe3+离子的6A1基态分裂确实将明显依赖于两个方向的畸变角θ和φ,这一理论结果与Scholz和Buzaré等的实验相符合.同时,通过拟合Fe3+离子在蓝宝石体系中的实验光谱和EPR参量,确定了蓝宝石晶体中(FeO6)9团簇局域晶格畸变角θi的范围.

SiC中基态施主能级分裂对杂质电离的影响

对SiC中基态施主能级分裂对杂质电离的影响,与温度、掺杂浓度和杂质能级深度的关系进行了系统研究。发现只有在高温且掺杂浓度低的情况下,能级分裂的影响很小可忽略不计,其他条件下均需考虑能级分裂因素。随掺杂浓度的增加,能级分裂的影响增强;随温度的升高,能级分裂影响的整体趋势下降,但存在峰值。当杂质能级深度发生变化时,能级分裂的影响显得比较复杂;曲线上的峰值随着能级深度的增加而向高温方向移动,能级越浅峰就越小;并且在高于某一温度时,随能级的加深能级分裂的影响逐渐增强。

ZnS∶Mn^(2+)与ZnS∶Fe^(3+)体系的基态零场分裂理论研究

在ZnS晶体中掺入Mn2 + 或Fe3 + 离子的EPR谱已得到了广泛的研究 .然而 ,理论结果显示其EPR零场分裂的计算值远小于实验观察值 ,这一理论与实验的矛盾至今仍未得到满意的解决 .假定在四面体ZnS中 ,S原子在成键时采取了sp3 杂化轨道的形式 ,从而使S离子显示出正的有效电荷 .从这一观点出发 ,通过对角化三角场中的微扰能量矩阵 ,使得ZnS∶Mn2 + 和ZnS∶Fe3 + 体系的EPR零场分裂参量α ,D和 (a -F)的实验值都能得到满意的解释 .

引入基态施主能级分裂的SiC基MOS电容模型

基态施主能级分裂因素被引入了SiC基MOS电容模型。考虑到能级分裂后,电容C-V特性曲线平带附近的Kink效应,得到有效减弱;并且能级分裂对C-V特性的影响,随掺杂浓度的增加和温度的降低而增强,同时也与杂质能级深度相关。对于耗尽区和弱积累区,由于能级分裂的影响,电容的表面电荷面密度将分别有所增加和降低。

LiNbO_3: Cr^(3+),Mg^(2+)晶体中Cr^(3+)离子的光谱精细结构,零场分裂和占位研究

采用完全对角化方法，首先计算了ＬｉＮｂＯ３：Ｃｒ３＋，Ｍｇ２＋晶体中Ｃｒ３＋（Ⅰ）离子的光谱精细结构，并重点分析了Ｃｒ３＋（Ⅰ）离子的零场分裂和Ｒ线（２Ｅ→４Ａ２跃迁）分裂．然后，根据ＬｉＮｂＯ３：Ｃｒ３＋，Ｍｇ２＋晶体的ＥＰＲ谱和吸收光谱，进一步研究了Ｃｒ３＋（Ⅰ）和Ｃｒ３＋（Ⅱ）离子的占位情况．计算结果表明：Ｃｒ３＋（Ⅱ）离子应占Ｎｂ５＋位，同时沿着Ｃ３轴向八面体中心移动０．０１３±０．００１ｎｍ，对于该占位，Ｃｒ３＋（Ⅱ）离子的零场分裂以及２Ｅ、４Ｔ２态的能量均与实验值符合；对于Ｃｒ３＋（Ⅰ）离子，存在着两种可能占位，即占Ｎｂ５＋位和Ｌｉ＋位，并且都沿着Ｃ３轴向八面体中心移动约０．０４９ｎｍ，它们的零场分裂值和２Ｅ态分裂都能与实验值相符合．

施主能级分裂对SiC基p-MOSFET反型层电荷的影响

通过引进基态施主能级分裂因素,对SiC基p-MOSFET的反型层电荷模型进行了改进。经计算发现,在考虑到能级分裂后反型层电荷面密度降低,并且能级分裂的影响随栅电压绝对值的增加而减弱。在阈值电压处,能级分裂对反型层电荷的影响随掺杂浓度的增加而增强,随温度的提高而减弱,同时也与杂质能级深度相关。在能级分裂影响下阈值电压的绝对值增加,不过增量较小。

GdCo_5和Gd^(3+)离子的磁晶各向异性

实验表明ＧｄＣｏ５与ＹＣｏ５的磁晶各向异性能存在一定差距．本文采用点电荷模型，考虑过渡族离子和稀土离子对晶场势的贡献，以自旋轨道耦合与晶场势为微扰哈密顿量，计算了ＧｄＣｏ５中Ｇｄ３＋的基态分裂和磁晶各向异性常数。

ZnSe∶Fe^(2+)的基态精细分裂和磁的各向异性理论研究

用双ＳＯ耦合模型推导了立方晶场中３ｄ４／３ｄ６离子５Ｄ态的哈密顿矩阵公式（２５×２５阶）．用该公式计算了晶体ＺｎＳｅ∶Ｆｅ２＋的基态精细结构分裂，研究了在外磁砀为０—３０Ｔ范围以及在［１００］和［１１１］方向的Ｚｅｍａｎ分裂、Ｒａｍａｎ移动和磁化强度．理论计算与实验符合很好．

Fe^(3+)离子在LiNbO_3:Fe^(3+)体系中的占位研究

本文作者采用对角化三角场中d5组态离子的完全能量矩阵的方法,研究了Fe3+离子在LiNbO3:Fe3+体系中不同占位时的局域结构与EPR参量的关系。结果表明:在LiNbO3:Fe3+体系中,Fe3+取代了Nb5+,而不是Li+,并与发射谱研究结果相一致。

Pressure-Induced Shifts of R, R＇, and B Line-Groups and Ground-State Zero-Field-Splitting of Ruby

By means of improved ligand-field theory, the 'pure electronic' presure-induced shifts (PS's) and the PS's due to electron-phonon interaction (EPI) of the R1, R2, B1, B2, B3, and R'3 lines and the ground-state zero-field-splitting of ruby have been uniformly calculated. The calculation results are in very good agreement with all the experimental data. At normal pressure, ruby is a crystal with very strong crystal field. Thus, the admixture of |t22 (3T1)e4T2> and |t3 2 2 E> bases in the wavefunction of R1 level of ruby is small at normal pressure, and it gradually decreases with increasing pressure, which causes the R1-line PS of ruby to monotonously red shift with approximate linearity. The combined effect of the pure electronic PS of R1 line and the PS of R1 line due to EPI gives rise to the total PS of R1 line. The analyses and comparisons among the features of R1-line PS's of three laser crystals (ruby, GSGG:Cr3+ and GGG:Cr3+ ) have been made, and the origin of their difference has been revealed.