三价镨离子掺杂对铽镓石榴石晶体磁光性能影响的量子计算

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在铽镓石榴石(TGG)晶体中掺杂Pr^3+离子能够有效提升材料的磁光性能,但目前缺乏系统的理论计算阐明此问题.本文根据量子理论,分析了掺杂Pr^3+离子的影响机理并进行了定量计算.根据微扰理论解算久期方程,得到自旋-轨道耦合、晶场、有效场及离子之间的超交换作用下,Tb^3+,Pr^3+离子的能级位移及波函数;进一步解算出Tb^3+,Pr^3+离子自基态4f至5d的跃迁电偶极矩、各能级上的分布概率及平均磁矩;获得了的进一步分裂,导致Pr:TGG晶体维尔德常数明显提升;掺杂Pr^3+离子后,晶体内部有效磁矩增
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