凝聚态物理相关概念

稀土发光材料

稀土化合物的发光是基于它们的4f电子在f-f组态之内或f-d组态之间的跃迁。具有未充满的4f壳层的稀土原子或离子，其光谱大约有30 000条可观察到的谱线，它们可以发射从紫外光、可见光到红外光区的各种波长的电磁辐射。稀土离子丰富的能级和4f电子的跃迁特性，使稀土成为巨大的发光宝库，从中可发掘出更多新型的发光材料。

稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d电子组态，因此有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁通道多达20余万个，可以产生多种多样的辐射吸收和发射，构成广泛的发光和激光材料。稀土发光材料的应用会给光源带来环保节能、色彩显色性能好及长寿命的作用，有利于推动照明显示领域产品的更新换代。

稀土发光材料具有很多优点：发光谱带窄，色纯度高，色彩鲜艳；光吸收能力强，转换效率高；发射波长分布区域宽；荧光寿命从纳秒跨越到毫秒达6个数量级；物理和化学性能稳定，耐高温，可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用。正是这些优异的性能，使稀土化合物成为探寻高新技术材料的主要研究对象。目前，稀土发光材料广泛应用于照明、显示、显像、医学放射图像、辐射场的探测和记录等领域，形成了很大的工业生产和消费市场规模，并正在向其他新兴技术领域扩展。

近年来,研究发现,利用突光分子与金、银等贵金属纳米粒子之间的相互作用,可以使荧光分子的发光强度成倍增加,甚至有文献报道可

以增加上千倍,这一现象称为金属增强荧光。在贵金属纳米粒子调制

荧光分子的光谱辐射过程中,主要是对荧光分子的辐射衰减速率、量

子产率、发光寿命进行调制,适当条件下表现出荧光增强效应。

荧光的猝灭(熄灭)一词，从广义上说，指的是任何可使某给定荧光物质的荧光强度降低的作用，或者任何可使荧光强度不与荧光物质的浓度呈线性关系的作用。从狭义上说，指的是荧光物质分子与溶剂分子或其它溶质分子之间的相互作用，导致荧光强度降低的现象。与荧光物质发生相互作用而使荧光强度降低的物质，称为猝灭剂。荧光猝灭的形式很多，机理也比较复杂。

表面等离子激元(surfaceplasmon polaritons，SPPs)就是局域在金属表面的一种由自由电子和光子相互作用形成的混合激发态¨。．在这种相互作用中，自由电子在与其共振频率相同的光波照

射下发生集体振荡．这种表面电荷振荡与光波电磁场之间的相互作用就构成了具有独特性质的SPPs。

稀土就是化学元素周期表——镧(La)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧

系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素。这些元素之间有很相似的物理和化学性质,所以将其

统称为“稀土元素”。通常用“RE”表示,用“Ln”单独表示镧系元素。

stober方法是一种合成单分散硅颗粒的物理化学方法，由Werner Stöber等人最先发现。一般是指通过将TEOS加入乙醇和氨水中生成纳米硅颗粒的方法。

聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)简称PVP，是一种非离子型高分子化合物，是N-乙烯基酰胺类聚合物中最具特色，且被研究得最深、广泛的精细化学品品种。已发展成为非离子、阳离子、阴离子3大类，工业级、医药级、食品级3种规格，相对分子质量从数千至一百万以上的均聚物、共聚物和交联聚合物系列产品，并以其优异独特的性能获得广泛应用。

TEOS，正硅酸乙酯，又称硅酸乙酯;硅酸四乙酯;亚硅酸乙酯;四乙氧基硅烷;原硅酸四乙酯;资料分子式：C8H20O4Si分子式

C8H20O4Si;CH3CH2OSi(OCH2CH3)3。该品为易燃液体，在高温下，空气中可产生爆炸性蒸气。吸入其蒸气可致中毒。

红移指的是向红光段移动，也就是光子的能量变低，也就是波长增加，波数减少，所以向低波数移动是红移，反之则是蓝移。

红外光谱是振动光谱，通常所需要的能量很低，向低波数移动代表着振动所需的能量变低，代表着基团更加不稳定。

共振吸收：从经典电动力学的观点来看﹐吸收光和发射光的基本单元是谐振子。每种谐振子都有它的固有频率﹐当外来电磁波的频率和谐振子的固有频率相同时﹐谐振子会对外来的辐射产生很强

的吸收﹐这种吸收称为共振吸收。

从原子物理的观点来看﹐共振吸收是因原子由基态到低激发态

的跃迁而产生的。量子力学的计算表明﹐这种跃迁的概率系数比其他跃迁的概率系数大得多。原子通常多处于基态﹐所以﹐由共振吸收产生的谱线是很强的。这种谱线称为共振线。比较著名的共振线有中性

钠的D和D线﹐电离钙的H和K线等。

castep：先进的量子力学程序，使用平面波赝势的方法。广泛应用于陶瓷、半导体以及金属等多种材料。可研究的内容包括：晶体材料的性质（半导体、陶瓷、金属、分子筛等）、表面和表面重构的性质、表面化学、电子结构（能带及态密度、声子谱）、晶体的光学性质、点缺陷性质（如空位、间隙或取代掺杂）、扩展缺陷（晶粒间界、位错）、成分无序等。方便的自旋极化设置，还可用于计算磁性体系。可显示体系的三维电荷密度及波函数、模拟STM图像、固体材料的红外光谱、计算电荷差分密度。

dmol3:独特的密度泛函（DFT）量子力学程序，是唯一可以模拟气相、溶液、表面及固体的性质及行为、并可以同时考虑周期性与非周期性溶剂化效应的商业化量子力学程序，应用于化学、材料、化工、固体物理等许多领域。可用于研究均相催化、多相催化、半导体、分子反应等，也可预测诸如溶解度、蒸气压、配分函数、溶解热、混合热等性质。可计算能带结构、态密度。方便的自旋极化设置，还可用于计算磁性体系。同时还支持基于量子力学的动力学计算。基于内坐标的算法高效准确，支持并行计算。该模块能够使用Perl Script功能编译。

castep是基于平面波的，dmol是数值轨道.

4.六方晶系指数表示

上面我们用三个指数表示晶面和晶向。这种三指数表示方法，原则上适用于任意晶系。对六方晶系，取a，b，c为晶轴，而a轴与b轴的夹角为120°，c轴与a，b轴相垂直，如图9所示。