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含稀土元素化合物是一类十分重要的功能材料,在医学、发光、激光材料、超导材料、显示、特种玻璃、核工业等领域有着广泛应用。其中稀土化合物在发光领域的表现尤为突出,几乎涉及发光材料的各个方面。Cs2NaYCl6晶体就是一种重要的发光基质材料,具有优良的光学和磁学性质。在其中掺入各种稀土激活离子,可作为一个重要的上转换材料体系,在上转换材料领域研究中占有重要地位。光谱和EPR是研究掺稀土和过渡金属离子晶体及其配合物的光学和磁学等性质,并揭示其微观结构的有力工具,对它们的研究具有重要的理论和应用价值。
本文主要采用晶体场理论和自旋哈密顿理论,对掺稀土Kramers离子Cs2NaYCl6的光学与磁学性质进行研究。采用不可约张量算符法,推导出能量矩阵,在计算中充分考虑了前人所忽略的轨道缩小因子,基态与激发态间的J混效应,旋轨耦合相互作用等因素,对角化能量矩阵,得到光谱能级,并且计算结果与实验值能够较好符合,同时计算了Cs2NaYCl6∶Re3+(Re=Sm3+,Dy3+)的EPR参量g因子和超精细结构参数A因子。
以实验计算中所取得的数据为样本,分别对Cs2NaYCl6掺杂Dy3+情况下g因子、A因子和内禀参量(A)4、(A)6的关系进行回归分析,得到g因子、A因子分别与内禀参量(A)4、(A)6存在显著数学关系的结论并求出表达式。同时采用回归分析的方法对4f层电子数与已经测得的Cs2NaYCl6晶体场中掺杂Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Tb3+、Dy3+等7种稀土离子的基多重态能级间的关系进行分析,通过指标分析,两者间线性关系并不显著,而非线性关系更合理,并求出非线性表达式。