Lu2O3:Tm发光材料的第一性原理计算研究

作者：孟君玲; 张瑶; 姚芬; 王旭旭; 田川; 黄婉; 赵丽娜; 徐占林

来源：吉林师范大学学报(自然科学版), 2023, 44(03): 31-37.

DOI：10.16862/j.cnki.issn1674-3873.2023.03.005

• 稀土离子
• 第一性原理计算
• 发光机理
• 电子跃迁

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了稀土离子Tm掺杂Lu2O3晶体的发光机理.通过计算材料的晶体结构和形成能，发现Tm离子更倾向于掺杂进入Lu2O3晶胞的C2位置.分析电子结构发现，稀土离子Tm的掺杂，会在带隙处引入杂质能级，有利于电子的跃迁，并且Tm离子在C2位置掺杂比在S6位置更能起到发光中心的作用.因为Tm离子在C2位置为电荷转移型跃迁(CTT型),而在S6位置为部分允许的4f→4f5d电偶极跃迁.通过吸收特性的计算模拟发现C2位置的吸收峰更宽，因此Tm离子在Lu2O3C2位置掺杂更有利于发光.本研究为制备具有增强光学性能的新型发光材料提供预测和理论指导.

• 单位
  吉林师范大学