《表1 RETa O4高低温相光性能计算数值》

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《智能化高能激光防护材料新进展》

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但陶瓷材料往往具有较宽的禁带宽度，导致其往往具有很低的反射性能。因此，开发具有高反射率的陶瓷材料成为开发智能化高能激光防护材料的关键。北京理工大学基于“材料基因组”思想，采用第一性原理从头计算的方法，针对RETa O4 （RE=Y，Sm，Eu，Dy，Er）稀土钽酸盐材料，分别计算其高温和低温相结构的电子结构和光学性能[52]，结果如图3和表1所示。研究发现稀土元素4f电子的出现对材料反射性能有积极贡献。随着原子序数的增大，RE 4f电子态呈现出从高能量区间向低能量区间移动的趋势。RE 4f电子态移动的本质在于RE的4f电子数量的变化，随着RE 4f电子数量增加，4f轨道从未满→半满→全满，4f电子呈现出从导带底部→禁带中间→价带顶→价带内的变化规律。随着4f电子态向低能量方向移动，反射率呈现出先增大后减小的变化规律。当4f电子态接近于禁带中间位置时对反射性能的贡献最大。Eu Ta O4高温相在1.06μm处反射率高达93.47%。虽然该材料由低温相向高温相转变时晶体结构的变化对反射性能影响不大，但该系列材料的研发为智能化激光防护材料奠定了理论基础。