Спектроскопия основного и возбужденного состояний ионов переходных элементов в кристаллах для твердотельных лазеров

• Автор: Веремейчик, Тамара Федоровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 249 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Теория оптических спектров кристаллов, активированных ионами переходных элементов
1.1. Введение
1.2. Состояния электронов (/-оболочки в кристаллическом поле
1.3. Межконфигурационное взаимодействие для (/-оболочки свободного иона и иона в кристалле
1.4. Учет низкосимметричных составляющих кристаллического поля
1.5. Оценка влияния межконфигурационного взаимодействия и низкосимметричных составляющих кристаллического поля на точность определения уровней (/-иона активатора
1.6. Спин-орбитальное взаимодействие в системе уровней (/-оболочки
1.6.1. Методика учета спин-орбиталъного взаимодействия
1.6.2. Тонкая структура уровней иона Сг3+ в кристаллах
1.6.3. Особенности суперпозиции уровней разной спин-мулътиплетности
при малых интервалах между ними
1.7. Метод расчета интенсивностных характеристик широких полос 53 в спектрах поглощения возбужденных кристаллов
1.7.1. Параметризация интенсивностных характеристик
1.7.2. Преимущества методики в случае иона с оболочкой с?
1.7.3. Влияние спин-орбиталъного взаимодействия на
интенсивности переходов
1.8. Выводы 62 Глава 2. Распределение (I-иона активатора в низкосимметричные
позиции равной координации в структуре кристалла
2.1. Введение
2.2. Влияние кристаллической структуры на характер распределения активатора в октаэдры С; и Сь структуры оливина
2.2.1. Структура оливина
2.2.2. Роль градиента потенциала поля кристалла в
распределении активатора по октаэдрам Сі и Ск
2.3. Влияние основного состояния (/-иона на локализацию иона в
октаэдры С; и С
2.3.1. Основные состояния В-ионов в слабом и сильном кристаллических полях
2.3.2. Распределение В-иона в октаэдры Сі и С3 в слабом поле
2.3.3. Распределение Зс1-ионов в октаэдры Сі и С5 в сильном поле
2.3.4. Экстремальные коэффициенты распределения активатора
в октаэдры Сі и С5
2.4. Закономерности распределения 3(/-ионов в структуре по равнокоординированным позициям без элементов симметрии
2.5. Выводы

Глава 3. Закономерные связи спектрально-люминесцентных свойств кристаллов сложных оксидов, активированных ЭсАионами, с валентными и структурными состояниями активатора
3.1. Введение
3.2. Идентификация спектров поглощения из основного и возбужденного состояний иона Сг3+ в александрите ВеА12.хСгх04
3.2.1. Учет низкосимметричной составляющей кристаллического
поля и межконфигурационного взаимодействия
3.2.2. Сопоставление теоретических и экспериментальных спектров
3.3. Локализация и валентные состояния ионов хрома в
галлогерманате кальция СазОагОеаО по данным спектров поглощения и циркулярного дихроизма
3.3.1. Дополнительные возможности методики циркулярного дихроизма в определении валентных и структурных
состояний ионов
3.3.2. Структура кристалла Са3Са20е40!4
3.3.3. Спектры поглощения хромсодержащего кристалла СазСа20е4014
3.3.4. Спектры циркулярного дихроизма, магнитного циркулярного дихроизма кристалла Сг:СазСа2Се40/4
3.3.5. Спектры циркулярного дихроизма неактивированного кристалла СазСа20е4014. Дефекты структуры
3.4. Связь спектрально-люминесцентных свойств кристалла У:Мут810| с окислительными и структурными состояниями
ионов ванадия
3.5. Основное валентное состояние хрома в кристаллах
СпСаМБЮд и Сг:1лАЮе04, Сг:ПОа8Ю4
3.6. Выводы 125 Глава 4. Систематика спектров поглощения из возбужденных
состояний ионов активаторов переходных элементов в кристаллах
4.1. Введение
4.2. Систематика возбужденных состояний и спектров
поглощения из возбужденных состояний ионов в кристаллах
4.2.1. Выбор квантовых чисел для систематики возбужденных
состояний
4.2.2. Три типа спектров поглощения из возбужденных состояний
4.3. Основные закономерности в спектрах поглощения
из возбужденных состояний типа I
4.3.1. Частотные характеристики, тип люминесцетрш,
время жизни возбужденного состояния
4.3.2. Закономерности в силах осцилляторов переходов
4.4. Основные закономерности в спектрах поглощения из возбужденных состояний типа II
4.4.1. Частотные характеристики, тип люминесценции,
время жизни возбужденного состояния

4.4.2. Закономерности в силах осцилляторов переходов
4.5. Основные закономерности в спектрах поглощения
из возбужденных состояний типа III
4.5.1. Частотные характеристики, тип люминесценции,
время жизни возбужденного состояния
4.5.2. Закономерности в силах осцилляторов переходов
4.6. Переходы из возбужденных состояний на уровни другой спин-мультиплетности и зависимости их частот от ковалентности связи
4.7. Выводы
Глава 5. Элементы подобия и равенства в спектральных характеристиках спектров поглощения из основного и возбужденного состояний ионов переходных элементов
5.1. Введение
5.2. Элементы подобия в спектрах поглощения из основного
и возбужденного состояний
5.2.1 .Соотношения частот в максимумах полос поглощения
из основного и возбужденного состояний
5.2.2. Соотношения интенсивностных характеристик полос
поглощения из основного и возбужденного и состояний
5.3. Подобие спектров поглощения из основного и возбужденного
состояний иона с оболочкой ef в сильном кристаллическом поле
5.3.1. Частоты в максимумах полос
5.3.2. Интенсивности широкополосных переходов и их поляризагщонные зависимости
5.3.3. Формы полос поглощения
5.4. Подобие спектров поглощения из основного и возбужденного состояний в ионе с оболочкой d5
5.5. Выводы 171 Глава 6. Особенности */-оболочки переходных элементов в ряду
оболочек основного состояния атома
6.1. Введение
6.2. Размерность реального пространства в свойствах
электронных/-оболочек атома
6.2.1. Исходные положения
6.2.2. Изменение числа электронов в ряду 1-оболочек равно
числу вершин симплекса трехмерного пространства
6.2.3. Моделирование множеств электронов {Апкві, Nt}
вершинами многогранников
6.2.4. Число стабильных 1-оболочек ограничено числом вершин
симплекса трехмерного пространства
6.2.5. Антипризма как проекция п-мерного октаэдра
на трехмерное пространство
6.2.6. Характер минимума потенциала электронов

Влияние межконфигурационного взаимодействия на точность вычисленных уровней энергии сСионов в кристаллах оценено в разделе 1.3.5 на примере иона Сг3+ после расчетов расщепления уровней с/-ионов в полях низкой симметрии, так как в исследованных оксидах ион Сг3+ локализован в позициях низкой симметрии.
1.4. Учет низкосимметричных составляющих кристаллического
поля
Метод неприводимых тензорных операторов Рака позволяет приводить матричные элементы операторов низкосимметричных составляющих кристаллического поля Унс на правильных многоэлектронных функциях групп низкой симметрии <7 к матричным элементам на многоэлектронных функциях кубической группы.
Потенциал Снс преобразуется по полносимметричному представлению группы низкой симметрии О. Соответствующая линейная комбинация компонентов неприводимых кубических тензоров Тги(7), редуцирующих в полносимметричное представление, по которому преобразуется потенциал Сне в группе С, представляет потенциал ¥ис
ГЖ = К{1)ТГЛ1) (13)
как сумму компонентов ,и тензоров Тгц(/), инвариантных при операциях группы С. Аналогично соотношению (13) определяются линейные комбинации собственных функций | 1еЛ:’5?Г2:ЗТ> гамильтониана (9), где
Укр = Куб, которые представляют собой правильные функции неприводимых представлений группы (7 и приводят матрицу энергии в этой группе к диагональному виду.
Расчет матриц энергии уровней с1-иона для группы С, а также в разделе 1.2.6. с учетом спин-орбитального взаимодействия, проводится на