稀土微觀電子結(jié)構(gòu)的物性關(guān)聯(lián)
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- 作者：
- 出版時(shí)間：2024/12/31
- ISBN：9787523612323
- 出 版 社：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社
- 中圖法分類：TB·125
- 頁碼：136
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：16開
稀土作為一種不可再生的稀有資源，被廣泛應(yīng)用于軍事、電子、環(huán)保、航天等領(lǐng)域，與高新技術(shù)和國(guó)防科技的發(fā)展息息相關(guān)。隨著國(guó)家政策的扶持，稀土功能材料受到了廣泛的研究，技術(shù)難題不斷地突破，其應(yīng)用價(jià)值也越來越大。然而，由于稀土離子4f5d電子的強(qiáng)關(guān)聯(lián)特性，目前的研究對(duì)稀土微觀電子結(jié)構(gòu)的物性關(guān)聯(lián)缺乏深入系統(tǒng)地解析，微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能的之間關(guān)系規(guī)律還有待建立。因此，從理論上研究稀土功能材料的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀光、電、磁性能的關(guān)系是實(shí)現(xiàn)其高值化應(yīng)用的關(guān)鍵。本著作針對(duì)稀土功能材料，以R2CoMnO6/La2CoMnO6 (R = Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm) 近室溫多鐵材料、LaCu2Fe4O12負(fù)熱膨脹材料、Lu2O3:Ln (Ln= Nd, Sm,Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb)發(fā)光材料，BaLaGa3O7:Nd,Tb激光晶體材料材料等體系為研究對(duì)象，發(fā)揮理論計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，以稀土離子鑭系收縮效應(yīng)和4f5d電子能級(jí)的近連續(xù)變化分別作為微觀晶體結(jié)構(gòu)和微觀電子結(jié)構(gòu)的調(diào)諧開關(guān)，在這種“雙開關(guān)”的理論設(shè)計(jì)下，探索稀土離子的成鍵特性以及晶體場(chǎng)劈裂規(guī)律，從理論上揭示稀土微觀電子結(jié)構(gòu)的物性關(guān)聯(lián)，進(jìn)而指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的定向制備，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和研究意義。
本書將幫助讀者把握稀土微觀電子結(jié)構(gòu)物
性關(guān)聯(lián)的本質(zhì)和內(nèi)涵。
孟君玲，吉林師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，副教授，博士畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所，稀土資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。自研究生學(xué)習(xí)以來，一直從事稀土功能材料的研究工作，在實(shí)驗(yàn)合成、結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)性能表征以及第一性原理計(jì)算上都有著深厚的研究基礎(chǔ)。作者近幾年利用Materials?Studio、VASP、WIEN2K等計(jì)算程序，在稀土功能材料的結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建、微觀電子結(jié)構(gòu)計(jì)算、宏觀性能模擬以及微觀機(jī)理的揭示等方面都作了系統(tǒng)的研究，對(duì)于稀土微觀電子結(jié)構(gòu)的物性關(guān)聯(lián)有著獨(dú)到的見解。
目
錄
CONTENTS
第1章
緒論
/ 001
1.1 稀土元素特性
/002
1.2 稀土材料的應(yīng)用
/ 005
1.2.1
稀土光學(xué)材料
L00/
1.2.2
稀土電學(xué)材料
/008
1.2.3 稀土磁性材料
/009
1.3 稀土離子電子躍遷特性簡(jiǎn)介
/ 012
1.4 稀土鐵電性、磁性、多鐵性簡(jiǎn)介
/013
1.5 常見的磁性物理簡(jiǎn)介
/ 018
1.5.1 晶體場(chǎng)理論
/018
1.5.2
超交換作用與雙交換作用
/020
1.5.3
電荷-自旋-軌道有序
/022
1.5.4金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變
/023
1.6 計(jì)算材料學(xué)簡(jiǎn)介
/ 024
1.7 稀土材料理論計(jì)算
/ 025
1.8 本書的寫作思路
/ 027
第2章
理論背景與計(jì)算方法
/ 028
2.1 密度泛函理論簡(jiǎn)述
/ 028
2.1.1
基本近似
/029
2.1.2
基組處理
/032
·I·
稀土微觀電子結(jié)構(gòu)的物性關(guān)聯(lián)
2.2 第一性原理計(jì)算簡(jiǎn)介/036
2.3 強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系的計(jì)算修正/038
2.3.1 問題描述及修正方法/038
2.3.2 DFT＋U方法/039
2.4 常用模擬軟件介紹/040
2.4.1 WIEN2k/040
2.4.2 Materials Studio/041
2.4.3 VASP/041
第3章應(yīng)用密度泛函理論計(jì)算研究BaLaGa3O7：Nd，Tb的發(fā)光機(jī)理/042
3.1 計(jì)算方法/043
3.2 結(jié)果與討論
/044
3.2.1 完整BLGO晶體計(jì)算/044
3.2.2 BLGO晶胞中的單缺陷/047
3.2.3 BLGO晶胞中稀土Nd離子的摻雜/051
3.2.4 BLGO：Nd中的復(fù)合缺陷/053
3.2.5 BLGO基體中其他稀土離子的摻雜/056
3.2.6 發(fā)光特性研究090/
3.2.7 BLGO：Nd和BLGO：Nd，Tb的發(fā)光機(jī)理/061
3.3 本章小結(jié)/062
第4章化學(xué)壓和靜水壓作用下R2CoMnO6／La2CoMnO6多鐵材料的微觀機(jī)理研究/063
4.1 計(jì)算方法/064
4.2 結(jié)果與討論/065
4.2.1 化學(xué)壓及微觀機(jī)理990/
·II·
目錄
4.2.2 靜水壓及微觀機(jī)理/073
4.3 本章小結(jié)
/076
第5章L a C u _ { 3 } F e _ { 4 } O _ { 1 2 }負(fù)熱膨脹材料中壓力誘導(dǎo)的磁性、電荷以及自旋態(tài)的轉(zhuǎn)變/077
5.1 計(jì)算方法/078
5.2 結(jié)果與討論/079
5.2.1 晶體結(jié)構(gòu)和磁結(jié)構(gòu)分析/079
5.2.2 壓力誘導(dǎo)的電荷轉(zhuǎn)移／不均勻分布/084
5.2.3 壓力誘導(dǎo)自旋態(tài)的轉(zhuǎn)變/090
5.2.4 負(fù)熱膨脹行為/ 092
5.3 本章小結(jié)/095
第6章L u _ { 2 } O _ { 3 } : L n（Ln＝稀土離子）發(fā)光材料中4f電子的躍遷特性和發(fā)光機(jī)理960/
6.1 計(jì)算方法
/097
6.2 結(jié)果與討論
/099
6.2.1L _ { 1 1 _ { 2 } } O _ { 3 }基體的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)分析/099
6.2.2一系列稀土離子摻雜L u _ { 2 } O _ { 3 }的計(jì)算/101
6.2.3L _ { 1 1 _ { 2 } } O _ { 3 }：Ln中4F相關(guān)的電子躍遷行為/103
6.2.4L u _ { 2 } O _ { 3 }：Ln體系的吸收特性/107
6.3 本章小結(jié)/109
第7章 結(jié)論/110
參考文獻(xiàn)/112
·III·
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