【摘 要】
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稀土离子由于其具有独特的光、电、磁等性质，在现代日常生活和科学技术等领域具有广泛应用，其中稀土离子掺杂发光材料常应用于照明、显示、固体激光等领域。近些年来，随着计算机
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稀土离子由于其具有独特的光、电、磁等性质，在现代日常生活和科学技术等领域具有广泛应用，其中稀土离子掺杂发光材料常应用于照明、显示、固体激光等领域。近些年来，随着计算机硬件性能和软件水平的提高，采用第一性原理手段研究稀土离子掺杂复杂结构体系的发光性质逐渐得到关注。Sr3Al2O5Cl2：Ce3+晶体材料作为一种潜在的长余辉发光材料引起人们兴趣。本论文从第一性原理出发，研究Sr3Al2O5Cl2：Ce3+晶体的原子结构和电子特性，为进一步优化材料发光性能提供理论线索。文章具体结构如下： 第一章简单介绍了稀土元素的发展概况，重点讲述的是稀土离子掺杂化合物的应用，主要集中回顾了长余辉发光材料的发现与发展，为后文的研究提供背景知识。 第二章介绍了本文采用的计算方法和理论基础，包括自洽场方法和密度泛函理论等。计算软件方面，简单介绍了 VASP程序包和MOLCAS软件包。 第三章主要研究Sr3Al2O5Cl2：Ce3+材料的电子性质。利用基于波函数的CASSCF/CASPT2方法计算所得的Ce3+离子的4f→5d跃迁能量值，与实验激发光谱相比较发现，实验上观测到的能量最低的四个激发谱峰是由等几率占据三个Sr2+格位的Ce3+离子的4f1→5d1-4跃迁导致的。而对于4f1→5d5跃迁，由于跃迁强度非常小，被邻近较强的缺陷激子吸收谱带覆盖，因此实验未观测到。最后，基于实验和理论计算结果，构造出Sr3Al2O5Cl2晶体中所有Ln3+和Ln2+4f基态和最低5d激发态的能级位置，以此为基础解释了一些实验结果。
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