论文开题：红宝石晶体的局域结构和光谱研究

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：工学院　　　　　　　　　　　　　专业班级：09级电子科学与技术(光电方向)　

课题名称 红宝石晶体的局域结构和光谱研究

1、本课题的的研究目的和意义：
目的:通过研究红宝石晶体的局域结构和光谱,让我们对红宝石的晶体结构能有一定的了解,也使我们能综合地利用大学四年所学课程知识来解决光电学科的问题.
意义:宏宝石色泽艳丽,明艳照人,通常人们都会将它制作成首饰.,因为天然形成的红宝石的产量少,因此制作出的首饰数量少,价格昂贵.我们通过研究红宝石晶体的局域结构,从微观上提升人们对红宝石这一晶体的认知能力，通过在晶体中人为掺入过渡金属元素,为人工合成红宝石提供一定的理论依据与支持.
2、 文献综述（国内外研究情况及其发展）：
顺磁金属离子的光谱和顺磁特性与该络离子在晶体中的空间立体对称结构密切相关,由于顺磁离子在晶体材料和络合物中起到了关键性的作用,所以对这些顺磁金属离子在晶体中的局部结构,光谱的研
……（新文秘网https://www.wm114.cn省略699字，正式会员可完整阅读）……　
提出了晶体场理论(CFT)，本世纪50年代晶体场理论又发展成配位场理论(LFT)。晶体场理论的基本观点是：认为中心离子和配位体之间的相互作用是静电作用。它的要点如下：(1)中心离子原来简并的d轨道在配位体电场的作用下，发生了能级分裂，有的能量升高，有的能量降低。分裂后，最高能量d轨道和最低能量d轨道之间的能量差叫分裂能。(2)分裂能Δ值的大小，主要受配位体的电场、中心离子的电荷及它属于第几过渡系等因素的影响。(3)使本来是自旋平行分占两个轨道的电子挤到同一轨道上去必会使能量升高，这增高的能
量称为成对能，用Ep表示。在弱配位场中Δ＜Ep，d电子尽可能占据较多的轨道且自旋平行，形成高自旋络合物；在强配位场中Δ＞Ep，d电子尽可能占据能量较低的轨道形成低自旋络合物.
晶体场理论比较满意地解释了配合物的吸收光谱,磁性等实验事实.但它将金属离子与配位体之间的相互作用完全作为静电问题来处理,而不考虑中心离子与配位体之间的共价作用,因而在解释光谱化学序和羟基配合物的稳定性等方面,显得无能为力.后续发展起来的配位场理论考虑了配位体与金属离子间的共价作用,采用了分子轨道理论的方法,弥补了晶体场理论的不足,较好地解释了配合物的许多性质.
随着可见光谱、近红外光谱和磁矩测量技术的发展。90年代,赵敏光在《晶体场和电子顺磁共振理论》中提出的半自洽3 d轨道模型和点电荷模型,建立了过渡金属离子晶体的局域结构与吸收光谱之间的定量关系,对晶体的局域结构和吸收光谱进行了统一解释.
近年来,由于材料科学的迅速发展,掺杂过渡金属络合物因其独特的光,磁,超导等特性而备受重视,
越来越多的研究人员从事于纳米金属团簇几何结构、电子结构、磁性以及晶体掺杂局域电磁结构理论研究. 对于3d~3态过渡金属离子(如Cr~(3+)，V~(2+)等)掺杂晶体的光谱精细结构和EPR参量，国内外学者已经做了大量工作，然而这些工作大多是基于SO(spin-orbit)机制。事实上，这些离子除了考虑SO磁相互作用外，还受到其它的磁相互作用，如SS(Spin-Spin)与SOO(Spin-Other-Orbit)磁相互作用.
3、本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：
研究红宝石晶体的EPR谱和光谱；通过理论和实验结果进行比较得到合理的晶体局域结构；分析结构畸变对EPR谱和光谱的影响.
成果形式:以论文的形式撰写出来.
4、拟解决的关键问题：
EPR参量与晶体局域结构之间的关系.
晶体的结构模型（移动模型和伸长模型）.
5、研究思路、方法和步骤：
通过分析红宝石(Cr3+：Al2O3)晶体中Cr3+离子的EPR谱，研究Cr3+的局域晶体结构结果表明红宝石晶体的局域结构存在各项异性膨胀。用拟合EPR谱的低对称参量D和（a-F）实验值得方法，求得两个三菱锥与C3轴的夹角，在相对于原三氧化二铝结构的畸变角.
步骤：首先是进行理论分析，红宝石晶体场中的能量矩阵与EPR参量。 红宝石晶体（Cr3+：Al2O3）体系的两种结构模型，有移动模型还有伸长模型.针对这两种不同的模型，我们分别把所假设的体系局域结构的畸变引入晶体场计算.最后用对角化完全能量矩阵方法.
6、本课题的进度安排：
1）、第一周至第二周（2013.2.25¾03.09）：在进行毕业实习之余，学会查找文献和搜集与毕业设计相关的资料，熟悉本设计的基本要求和任务书内容，并翻译一篇与本毕业论文（设计）内容相近的英文文献；。
2）、第三周（2013.03.10¾ 03.16）：对任务 ……（未完，全文共5593字，当前仅显示1964字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题：红宝石晶体的局域结构和光谱研究》）