对不同掺杂浓度La3+:PbWO4晶体电子结构的研究

采用缺陷化学方法讨论了PbWO4晶体中不同浓度掺La^3＋时可能存在的缺陷团簇模型，通过GULP计算软件模拟计算了缺陷团簇中La^3＋离子最可能的替位位置，并通过基于密度泛函理论的离散变分DV-Xa方法计算得到相应的La3^＋：PWO4晶体的电子态密度．计算得到低浓度掺杂时晶体的禁带宽度变宽，高浓度掺杂时晶体的禁带宽度变窄．实验测得低浓度掺La^3＋时晶体的吸收边紫移，高浓度掺La^3＋时晶体的吸收边红移，计算结果与实验结果相符、计算表明，La^3＋：PWO4晶体中掺La^3＋可以有效地抑制420nm吸收.     

钨酸铅晶体中掺杂阳离子的计算机模拟

用缺陷化学方法讨论了Nd3 、Th4 、Sb5 掺杂PbWO4(PWO)中可能存在的杂质缺陷模型,用GULP软件计算了不同杂质缺陷的生成能.计算结果表明,Nd3 和Th4 将占据PWO晶体中VP2b-周围的Pb位,对VP2b-的电荷补偿抑制了PWO晶体中420 nm吸收带.Sb5 在高浓度掺杂时将占据PWO晶体中V2O 周围的W位,并由于占据W位所呈现的一价负电性补偿V2O 的正电性,使孤立的铅空位增多,引起350 nm吸收的减弱和420 nm吸收的增强.     

掺K钨酸铅晶体的计算机模拟

应用计算机模拟方法计算分析了掺杂K离子的PbWO4晶体，在不同杂质离子浓度下，K离子的位置及伴随的各种可能存在的缺陷的生成能，明确了晶体掺杂后的缺陷化学及相应的缺陷反应，揭示了低浓度掺K^ ：PbWO4的350nm吸收带减弱的原因．计算结果表明，高浓度掺K离子将消除420nm吸收带，改善PbWO4晶体的抗辐照损伤性能．     

二价离子掺杂钨酸铅晶体的计算机模拟

应用GULP软件计算了PbWO4(PWO)晶体中分别掺杂Zn、Ca二价离子的相关缺陷生成能,并对计算结果进行了讨论.结果表明,Zn离子进入PWO晶体中只能占据铅空位附近的填隙位置,而Ca离子进入PWO晶体中可以占据铅空位,也可以占据铅空位附近的填隙位置,这两种情况出现几率近似;对于相同的掺杂浓度,在掺Zn的PWO晶体中的孤立铅空位数量比掺Ca的PWO晶体中少,从而掺Zn可以更好地抑制与铅空位有关的短波段吸收,增加晶体的光产额.     

掺Nb5+钨酸铅晶体的计算机模拟

应用GULP计算软件模拟计算了掺Nb5 的PbWO4(PWO)晶体中,Nb5 可能存在的位置以及对应的各种缺陷的生成能.通过比较生成能的大小确定了Nb5 在PWO晶体中最可能的存在方式,并对其电荷补偿机制进行了分析.计算结果表明,在掺Nb5 ∶PWO中,Nb5 首先占据邻近缺氧的W6 位,但不可能由F心或F 心来作为补偿,其电荷补偿形式应为[NbO3 VO] —[NbO4]-,改变了在晶体中与350 nm吸收带有关的氧空位V2O 的电荷补偿机制,从而抑制了350nm吸收.     

钨酸铅晶体中F型色心电子结构的研究

运用相对论性的密度泛函离散变分（DV-Xα）方法模拟计算了PbWO4（PWO）晶体中F型色心的电子结构，得到了PWO晶体的态密度分布，讨论了色心的可能光学跃迁模式，并用过渡态方法计算了跃迁能量。计算结果表明，F、F^＋心在PWO晶体的禁带中引入了施主能级，F、F^＋心可向W 5d轨道发生跃迁，其跃迁能分别是1.83eV、2.28eV，因此，可推断F、F^＋心能引起PWO晶体中680nm、550nm的吸收。     

填隙氧离子对钨酸铅晶体光学性质的影响及绿光起源的研究

应用GULP软件按照能量最低原理确定了钨酸铅(PWO)晶体中填隙氧离子的位置,再用CASTEP软件计算了完整PWO晶体和含有填隙氧离子的PWO晶体的总态密度、分态密度和吸收光谱.计算结果表明,填隙氧离子的存在不会造成PWO晶体可见光区的显著吸收;PWO晶体中的绿光中心可能起源于WO4 Oi.     

S掺杂锐钛矿TiO2电子结构的第一性原理研究

对完整锐钛矿TiO2晶体及S掺杂锐钛矿TiO2晶体电子结构进行了基于密度泛函理论的第一性原理研究.通过对能带、态密度的分析,发现在S掺杂后,O原子,S原子与Ti原子在导带区发生了强烈的相互关联作用,致使Ti原子3d轨道上的电子向S原子的3p轨道,O原子的2p轨道移动,使得导带向低能区移动,从而使TiO2的禁带宽度变小,吸收边红移.从而揭示了S掺杂导致锐钛矿TiO2晶体禁带宽度变小的机理.理论计算与实验结果基本相符.     

钼酸钙晶体中点缺陷的电子结构研究

运用以密度泛函理论为基础的相对论性离散变分方法(DV-Xα),模拟计算了完整的和含氧空位的钼酸钙(CaMoO_4)晶体的电子结构,得到了含有F、F~ 心的CaMoO_4晶体电子态密度分布以及它们可能产生的光学跃迁模式.计算结果表明,含F、F~ 心的CaMoO_4晶体的禁带宽度明显变窄,F、F~ 心的能级出现在禁带中,利用过渡态理论计算得到其向Mo的4 d轨道发生光学跃迁,跃迁能量值分别为1.93,2.03 eV.利用提拉法生长的CaMoO_4晶体呈现蓝色的本质原因是F、F~ 心在黄红区产生比较强的吸收.     

NaCl晶体中电子型色心的电子结构研究

运用密度泛函离散变分（DV-Xα）方法研究了NaCl晶体中可能存在的色心，模拟计算得到含色心的NaCl晶体的电子结构．计算结果表明，F、F2心在禁带中引入了新的能级；分析了可能存在的光学跃迁，并用过渡态方法计算得到相应的跃迁能量为2．74eV和1．74eV．该计算结果与实验测得的吸收光谱的峰值位置吻合较好．而F^＋心不存在光学跃迁吸收，但使晶体的禁带宽度变窄．计算结果还解释了NaCl晶体吸收光谱的结构起因．     

掺镁铌酸锂晶体的缺陷结构

本文提出了Mg:LiNbO_3晶体中可能存在的随掺镁浓度变化的两套缺陷结构模型。作者制备了一组不同格镁浓度的Mg:LiNbO_3晶体样品,测量了它们的密度,并用提出的缺陷结构摸型计算了它们的密度,以验证缺陷结构摸型。研究表明,本文的第二套摸型,实验结果和理论计算结果相符。本文的计算再次指出一致熔化组分Mg:LiNbO_3晶体呈现掺镁浓度阈值效应的临界掺镁浓度应是5.30mol％。     

完整PbWO4晶体偏振性质的模拟计算

利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似，计算了完整的PbWO4(PWO)晶体的电子结构，模拟计算了复数折射率、介电函数及吸收光谱的偏振特性．分析了各个吸收光谱的峰值所对应的可能的电子跃迁以及PWO晶体的偏振特性．     

掺氟钨酸铅晶体的电子结构研究

用密度泛函的方法计算了掺氟钨酸铅晶体(F^-：PbWO4)的电子结构．结果表明，杂质F^-离子的掺入使得部分O的2p态和W的5d态分裂并进入到禁带中，使得禁带宽度变窄．F的2p态距离价带顶6．0eV左右，因而不会影响晶体的蓝发光．F^-离子替位氧离子O^2-可以部分地补偿由于铅空位VPb所造成的局域电荷失衡，阻止铅空位VPb抓住空穴形成复合色心．因此，可以减弱420nm吸收带，有效地增加光产额．     

第一性原理研究BaMoO_4晶体中F和F~+色心的电子结构

运用相对论密度泛函离散变分法(DV-Xa)计算了BaM004晶体中F和F+色心的电子结构.结果表明:F和F+心在禁带中引入了新的施主能级,采用过渡态的方法计算得到了F和F+心到导带底部的跃迁能量分别为1.86 eV和2.11 eV,对应668 nm和590 nm的吸收.由此说明BaMoO4晶体中668 am和590 nm吸收带起源于晶体中的F和F+心.     

SrWO_4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SrWO4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;从施主能级到导带底的电子跃迁能分别是1.858,2.14 eV,这分别与669,581 nm的吸收带相对应.由此说明SrWO4晶体中669,581 nm吸收带起源于晶体中的F和F+心.     

掺镁铌酸锂晶体的缺陷结构与密度

本文提出了不同〔Mg〕的Mg:LiNbo_3中两套可能的缺陷结构模型。计算了随〔Mg〕变化的晶体密度,测量了一组不同〔Mg〕晶体样品的密度。第二套缺陷结构模型的理论计算结果与实验值符合得很好。因而,当〔Mg〕=O时。晶体含缺陷晶格1,其结构为〔Nb_(Li)Nb_(Nb)(1/5)V_(Nb)(4/5)O_3。〕;当O<〔Mg〕<2.724mol％时,晶体含缺陷晶格1和2,晶格2结构为〔Mg_(Li)(1/2)Nb(Li)(1/2)V(Nb)(1/2)Nb(Nb)O_3〕;当2.724<〔Mg〕<5.303mol％时,晶体含缺陷晶格2     

钙钛矿锰氧化物中的CMR与H关系研究

本文研究了多晶锰氧化物磁电阻和磁场的关系.磁导由两部分组成,一是源于磁性纳米团簇的磁矩转动,另一是源于晶粒边界和畴壁的界面自旋的二级隧穿.第一项的机制,即磁性纳米团簇在高温时的磁矩转动,是类似于颗粒材料中的巨磁电阻(GMR)机制.在低温和低场下,晶粒边界的磁性纳米团簇的磁矩转动对磁导起主要作用.这一理论模型与多晶La0.825Sr0.175MnO3中的实验结果很好地吻合.     

含N纳米TiO_2的制备及其可见光响应的研究

以纳米TiO2为原料,氨水为掺杂N源,采用高能球磨法合成了含N纳米TiO2粉末.利用XRD、FT-IR、UV-Vis光谱、纳米粒度仪和光催化降解实验对其进行结构及光催化性能表征.研究结果表明,经过氮掺杂的纳米TiO2主要为锐钛矿晶型,晶粒尺寸位于8～10nm之间.对可见光具有良好的吸收性能,其吸收边红移至550nm左右,禁带宽度减小至2.25eV.当太阳光照射30min时,亚甲基蓝溶液的降解率接近100%,体现出良好的可见光响应特性.     

钼酸铅晶体势参数的拟合及本征缺陷的模拟计算

在已有PbWO4晶体势参数的基础上,根据势参数的可转移性,用GULP软件拟合出Pb-MoO4(PMO)晶体的势参数.利用这些参数计算了PMO的晶格生成能、本征缺陷生成能和缺陷簇的结合能.计算结果表明,V2O -VP2b-空位对和F心是PMO晶体中的本征缺陷,并以[V2O -VP2b-]空位对和[V2O 2e]的形式实现电荷补偿.     

第一性原理计算B-Nb_2O_5晶体的电子结构和光学性质

采用第一性原理的GGA/PBE算法计算了B-Nb_2O_5晶体的电子结构和光学性质。结果表明B-Nb_2O_5是n型宽禁带且具有较强金属特性的半导体材料,禁带宽度为2.622eV,利用能带和态密度的计算结果从电子微观结构分析了介电函数、吸收系数、折射率、反射率和能量损失函数之间的关系,为B-Nb_2O_5提供了更加深入的理论依据,计算结果符合较好。