Os pesquisadores descobrem a origem das características de absorção quase ultravioleta e visível do Ti:cristais de laser de safira
p Fig. 1. (a) A estrutura da supercélula de Al2O3, (b) o Ti intersticial 3
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, Vaga Al e Ti substitucional 3
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modelos, e seu processo de transformação, (c) o contato de linha Ti 3
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-Ti 3
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modelo de par iônico, (d) o contato de face Ti 3
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-Ti 3
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modelo de par iônico, (e) o ponto de contato Ti4 + -Ti 3
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modelo de par de íons (vacância de Al é considerada como o mecanismo de compensação de carga de Ti 4
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) Crédito:SIOM
p Recentemente, um grupo de pesquisa do Instituto de Óptica e Mecânica Fina (SIOM) de Xangai da Academia Chinesa de Ciências (CAS) realizou um estudo teórico sobre a origem do Ti:cristal de laser de safira em regiões próximas ao ultravioleta e visível usando o método dos primeiros princípios baseado na teoria do funcional da densidade. Resultados de pesquisas relacionadas foram publicados em
Materiais Hoje Comunicações . p Ti:safira, também conhecido como α-Al dopado com Ti
2 O
3 único cristal, é um material de cristal laser muito importante. Atualmente, é também um dos materiais-chave em uma classe de superintensos, ultra rápido, e dispositivos a laser sintonizáveis. Uma vez que as propriedades do laser foram relatadas em 1982, a origem de alguns fenômenos de absorção suspeitos na banda de absorção óptica do Ti:safira tem sido um dos focos de atenção e pesquisa.
p De acordo com a distribuição de comprimento de onda, essas bandas de absorção questionáveis podem ser divididas em três regiões:a banda de absorção ultravioleta próxima com um pico em 390 nm, a banda de absorção visível com configuração multipicos e pequenas saliências, e a banda de absorção infravermelha residual sobreposta à banda de emissão do laser.
p Neste estudo, os pesquisadores realizaram um estudo teórico sistemático sobre o fenômeno de absorção suspeita de Ti:safira em regiões próximas ao ultravioleta e visível.
p Por meio da análise da estrutura cristalina da alumina e do cálculo das propriedades eletrônicas e ópticas dos possíveis modelos de defeito de dopagem de Ti único e modelos de defeito de par iônico de Ti em Ti:safira, eles apontaram que quando há uma vaga de Al perto do intersticial Ti
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, o Ti intersticial
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entrará na vacância de Al por meio de relaxamento estrutural, e, finalmente, formar defeito equivalente ao Ti substituto
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.
p A transição de transferência de carga de Ti substitucional
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O elétron 3d do íon do orbital 3d Ti para o orbital Al 3s3p é a principal razão para a banda de absorção ultravioleta próxima, e os espectros de absorção calculados estão de acordo com os espectros experimentais.
p Além disso, a configuração de multipicos e saliências da banda de absorção visível são causadas principalmente pela contribuição do Ti de contato de linha
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-Ti
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, contato facial Ti
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-Ti
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, e ponto de contato Ti
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-Ti
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pares de íons.
p Além disso, os pesquisadores forneceram uma compreensão mais abrangente da configuração de multipicos e saliências das bandas de absorção visíveis a partir da perspectiva da teoria do campo do ligante e da ativação térmica.
p Este estudo não apenas revela a origem das características de absorção suspeitas em Al dopado com Ti
2 O
3 cristal, mas também fornece idéias para o estudo de defeitos e propriedades de óxidos dopados de íons de metal de transição semelhantes com estrutura de corindo.
