掺杂稀土离子激发组态电声子耦合的第一性原理研究

项目名称： 掺杂稀土离子激发组态电声子耦合的第一性原理研究

项目编号： No.11204393

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 马崇庚

作者单位： 重庆邮电大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 掺杂稀土离子激发组态电声子耦合的理论研究是发展稀土晶格动力学理论、理解稀土离子紫外和真空紫外光谱机理以及设计高能稀土发光材料的核心和关键。人们先后使用了光谱生成函数理论和参数化晶场理论来研究这一问题，但是这些唯象模型的粗糙性和弱预言性极大地限制了他们的应用。本项目将从第一性原理的角度研究稀土离子激发组态的电声子耦合问题，拟：1)通过周期性密度泛函理论的固体缺陷计算，优化稀土离子基组态和激发组态的平衡构型和分析相应的振动模式，并讨论5d电子的Jahn-Teller效应；2) 在沿振动模式方向弛豫各平衡构型的基础之上，对一系列弛豫获得的稀土扭曲镶嵌团簇进行基于波函数的全组态空间自洽场加二级多体微扰及自旋-轨道耦合相对论计算，再借助于有效晶场哈密顿理论从这些计算结果中解压缩出电声子耦合作用的数值表达；3）应用这样的表达到稀土离子高能光谱声子边带的模拟以及高能激发态之间的无辐射弛豫速率的计算中。

中文关键词： 电声子耦合作用；稀土离子；第一性原理；Jahn-Teller 效应；晶体场理论

英文摘要： The theoretical study of electron-phonon couplings of excited configurations of doped rare-earth(RE) ions is the key to developing the theory of the RE-doped lattice dynamics, understanding the ultraviolet and vacuum-ultraviolet spectral mechanism of RE i

英文关键词： Electron-phonon interaction；Rare-earth ions；First-principles；Jahn-Teller effect；Crystal-field theory