稀土离子的光谱学

前言

第1章绪言

1．1稀土光谱的发现和研究过程

1．2稀土光谱的特征

1．3光谱的测定方法和类型

1．4稀土光谱材料的应用

参考文献

第2章量子力学和数学基础

2．1角动量算符

2．2球张量算符

2．3角动量的耦合

2．4球谐张量算符的耦合

2．5WignerEckart定理

2．6CK张量的约化矩阵元

2．76-J符号和9-J符号

2．8张量乘积的矩阵元

参考文献

第3章稀土自由离子的光谱项和能级

3．1稀土元素和离子的电子组态

3．2稀土离子的光谱项和能级数目

3．3稀土离子4fN组态的能级

3．3．1中心场作用

3．3．2电子与电子之间的库仑作用

3．3．3电子的自旗轨道相互作用

3．3．4组态相互作用

3．3．5其他相互作用

3．4中间耦合波函数

3．5能级参数的理论计算方法

参考文献

第4章稀土离子的晶体场理论

4．1晶体场理论

4．2晶体场参数与对称性

4．3旋转群表示在点群中的分解

4．4其他晶体场模型

4．4．1叠加模型

4．4．2角重叠模型

4．5晶体场参数计算的举例

4．5．1点电荷静电模型

4．5．2角重叠模型

4．6其他晶体场参数的计算结果

参考文献

第5章4f-4f跃迂的光谱强度

5．1电偶极矩跃迁的Judd-0felt理论

5．2磁偶极矩和电四极矩跃迁

5．3振子强度参数■的计算方法

5．4跃迁概率和光谱参数

5．5Pr3+和Tm3+离子本征函数的组成与状态间的约化矩阵元

5．6超敏跃迁

5．7光谱结构和对称性

参考文献

第6章晶体中稀土离子间的能量传递

6．1能量传递方式

6．2稀土离子的浓度猝灭

6．3不同稀土离子间的能量传递

6．4能量传递理论

6．4．1Dexter理论

6．4．2Kushida方法

6．4．3敏化离子荧光的衰减机制

6．4．4声子辅助传递

6．5荧光强度和速率方程

6．6基质和稀土离子之间的能量传递

6．7能量传递的条件

参考文献

第7章稀土离子4fN-1n1l1组态的光谱理论

7．1稀土离子4fN-1n1l1组态的能级和谱项

7．1．14fN-1n1l1组态体系的Hamilton函数

7．1．2自由离子状态下4fN-1n1l1组态的谱项构成

7．1．3自由离子4fN-1n1l1组态谱项能表达式的理论推导

7．24fN-1n1l1组态的自旋一轨道相互作用的理论表达式

7．3稀土离子4fN-1n1l1■组态谱项能的计算

7．4晶体中稀土离子的4f-5d跃迁

7．4．14fN-15d组态能级到4，Ⅳ组态能级间的跃迁概率

7．4．2Pr3+离子在PrP5014晶体中的4f-5d辐射跃迁概率

参考文献

第8章二价稀土离子4fN-15d组态的光谱学

8．1二价稀土离子4fN-15d组态的光谱和能级

8．2二价稀土离子4fN-15d组态最低谱项能级的计算

8．3Eu2+离子的光谱性质

8．3．1Eu2+离子的光谱

8．3．2Eu2+离子在立方场中的能级劈裂

8．4Kx(x=cl，Br，I)晶体中Eu2+离子的4fN-15d组态能级计算

8．4．1体系的波函数

8．4．2能级表达式计算

8．4．3能量参数和能级计算

参考文献

9章三价稀土离子4fN-15d组态的光谱和能级

9．1三价稀土离子4fN-15d组态光谱的研究概况

9．2三价稀土离子4fN-15d组态光谱的能量参数

9．3Ce3+离子的光谱性质

9．3．1Ce3+离子的光谱

9．3．2晶体中Ce3+离子的能级

9．4其他三价稀土离子的光谱性质

参考文献

第10章晶体环境对稀土离子光谱和能级的影响

10．1复杂晶体的介电化学键理论

10．1．1理论方法

10．1．2晶体中离子的极化

10．2J混效应引起的能级移动

10．2．1能级移动的计算公式的推导

10．2．2Nd3+离子能级移动的计算

10．2．3Eu3+离子能级的移动

10．3电子云扩大效应

10．3．1晶体的环境因子

10．3．2稀土Tb3+离子4f75d组态的自旋允许态和自旋禁戒态之间的能量差一一

10．4稀土离子的能级位置对晶体基质的依赖性

10．5卤化物晶体中稀土离子5d能级劈裂

10．6稀土离子4fN-15d组态能级重心的位移

参考文献

第11章稀土离子的电荷迁移带吸收

11．1电荷迁移的基本概念

11．2电荷迁移带的J加gensen理论

11．3晶体中三价稀土离子的电荷迁移带

11．4电荷迁移带对基质的依赖性

11．4．1Eua+离子电荷迁移带的位置与环境因子的关系

11．4．2Yb3+离子电荷迁移带的位置与环境因子的关系

11．4．3电荷迁移带对基质的依赖性的机理分析

参考文献

第12章稀土光谱学中的u群方法

12．1U群的不可约表示和基矢

12．2利用Yollng盘确定光谱项的方法

12．3Young图不可约表示的分支规则

12．44fN组态Racah分类群链■的分支规则

12．54fN组态波函数的YOung盘形式

12．64fN组态谱项能的计算

12．6．1Young盘矩阵元■的计算

12．6．2谱项能的计算

12．7■组态的波函数和能级

12．7．1■组态的波函数

12．7．2■组态的谱项能计算

参考文献

附录

I．基本物理常数

II．物理单位换算

III．晶面间距和单胞体积

IV．■张量的表达式

V．32点群的特征标表

　　本书是一本详尽地阐述了稀土离子的光谱性质及相关的理论和计算方法的专著。书中从自由稀土离子的光谱项、能级理论和计算方法人手，论述了晶体环境对光谱行为和能级的影响，以及晶体环境对它们影响的规律性。本书可供在化学、物理和材料科学领域中从事稀土光学性质研究的科研工作者，高等学校教师和研究生使用和参考。　　本书详尽地阐述了稀土离子的光谱性质及相关的理论和计算方法，是一本系统论述稀土离子光谱学的专著。书中从自由稀土离子的光谱项、能级理论和计算方法人手，论述了晶体环境对光谱行为和能级的影响，以及晶体环境对它们影响的规律性。其中不仅包括4fN组态内能级间跃迁的光谱现象，也包括了4fN-3n1l1组态能级的理论和计算方法，以及4fN组态和44fN-3n1l1组态能级间的光谱行为。书中所包含的基本概念和光谱现象、理论分析和公式推导、基本光谱数据和基本规律等几个部分，为科学研究和实际应用工作者提供了有用的基础知识和科学数据。　　本书可供在化学、物理和材料科学领域中从事稀土光学性质研究的科研工作者，高等学校教师和研究生使用和参考。