Forskere opdager oprindelsen af næsten ultraviolette og synlige absorptionsegenskaber af Ti:safir laserkrystaller
Fig. 1. (a) Supercellestrukturen af Al2O3, (b) det mellemliggende Ti 3 + , Al ledig og substituerende Ti 3 + modeller, og deres transformationsproces, (c) linjekontakten Ti 3 + -Ti 3 + ionpar model, (d) ansigtskontakten Ti 3 + -Ti 3 + ionpar model, e) punktkontakt Ti4+-Ti 3 + ionparmodel (Al ledig stilling betragtes som ladningskompensationsmekanismen for Ti 4 + ). Kredit:SIOM
For nylig, en forskergruppe fra Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) gennemførte en teoretisk undersøgelse af oprindelsen af Ti:safirlaserkrystal i nær ultraviolette og synlige områder ved hjælp af de første principper metodebaseret om tæthedsfunktionel teori. Relaterede forskningsresultater er blevet offentliggjort i Materialer i dag Kommunikation .
Ti:safir, også kendt som Ti-dopet α-Al 2 O 3 enkelt krystal, er et meget vigtigt laserkrystalmateriale. På nuværende tidspunkt, det er også et af nøglematerialerne i en klasse af superintens, ultrahurtig, og indstillelige laserenheder. Siden laseregenskaberne for det blev rapporteret i 1982, oprindelsen til nogle mistænkelige absorptionsfænomener i det optiske absorptionsbånd af Ti:safir har været et af fokuserne på opmærksomhed og forskning.
Ifølge bølgelængdefordelingen, disse tvivlsomme absorptionsbånd kan groft opdeles i tre områder:det næsten ultraviolette absorptionsbånd med en top ved 390 nm, det synlige absorptionsbånd med multi-peak konfiguration og små bump, og det resterende infrarøde absorptionsbånd overlappede med laseremissionsbåndet.
I dette studie, forskerne udførte en systematisk teoretisk undersøgelse af det mistænkelige absorptionsfænomen Ti:safir i nær ultraviolette og synlige områder.
Gennem analysen af krystalstrukturen af aluminiumoxid og beregningen af de elektroniske og optiske egenskaber af de mulige enkelte Ti-dopingdefektmodeller og Ti-ionpardefektmodeller i Ti:safir, de påpegede, at når der er en Al ledig plads i nærheden af den interstitielle Ti 3 + , den mellemliggende Ti 3 + kommer ind i Al -stillingen gennem strukturel afslapning, og endelig danner defekt svarende til det substitutionelle Ti 3 + .
Ladningsoverførselsovergangen af substituerende Ti 3 + ion's 3d elektron fra Ti 3d orbital til Al 3s3p orbital er hovedårsagen til det nær ultraviolette absorptionsbånd, og de beregnede absorptionsspektre er i god overensstemmelse med de eksperimentelle spektre.
I øvrigt, multi-peak konfigurationen og stød i det synlige absorptionsbånd skyldes hovedsageligt bidraget fra linjekontakten Ti 3 + -Ti 3 + , ansigtskontakt Ti 3 + -Ti 3 + , og kontaktpunkt Ti 4 + -Ti 3 + ionpar.
Ud over, forskerne gav en mere omfattende forståelse af multi-peak-konfigurationen og bump af synlige absorptionsbånd fra perspektivet af ligandfeltteori og termisk aktivering.
Denne undersøgelse afslører ikke kun oprindelsen til de mistænkelige absorptionskarakteristika i Ti-dopet Al 2 O 3 krystal, men giver også ideer til undersøgelse af defekter og egenskaber af lignende overgangsmetalioner, dopede oxider med korundstruktur.
Varme artikler
-
Ny teknologi kan opdage antivirus-antistof på 20 minutterDen mikrofluidiske enhed, hvorpå ~20 μL prøver indeholdende 2 μL serum påføres. Kredit:Nishiyama K. et al., Sensorer og aktuatorer B:Kemisk. 21. april, 2020 Det er lykkedes for forskere at påvise -
Kunstig intelligens til at opnå kemiske fingeraftrykForskerne har fundet en måde at fremskynde kemiske simuleringer ved hjælp af kunstig intelligens. Kredit:Philipp Marquetand Det er lykkedes forskere ved universiteterne i Wien og Göttingen at udvi -
Smagsligheden mellem fødevarer kan sammenlignes ved hjælp af elektroencefalografiKredit:Pixabay/CC0 Public Domain Marina Domracheva og Sofya Kulikova, forskere fra HSE Universitets campus i Perm, har opdaget en ny tilgang til at analysere den opfattede lighed mellem fødevarer, -
Ny test giver nøjagtige mål for DNA-skader fra kemiske forbindelserKredit:CC0 Public Domain En ny biomarkørtest udviklet af forskere ved Georgetown Lombardi Comprehensive Cancer Center og deres kolleger kan hjælpe med at forudsige, med op til 90 procent sikkerhed
- Undersøgelse undersøger virkningen af løver, der lever sammen med girafpopulationer
- Forskere afslører dobbelt specificitet af Vav2-SH2-protein
- Et personligt dosimeter er i dit førstehjælpskasse
- Et CERN for klimaændringer
- Hvorfor fører nogle galaktiske foreninger til undergang?
- Hvad sker der med en eksoterm reaktion, hvis temperaturen øges?