Ab-initio расчеты электронных свойств чистого и легированного кобальтом $MgF_2$

В развитии твердотельных лазерных систем высокую роль играет глубокое понимание спектральных характеристик материалов. В нашей работе проведено квантово-химическое моделирование электронных и оптических свойств кристалла $MgF_2$ , легированного кобальтом (Co) для лазерных приложений в программе Crystal. В результате вычислений показано, что атом кобальта в $MgF_2$ находится в высокоспиновом квантовом состоянии (со спином 3), и создает крепкую ионно-ковалентную связь с решеткой кристалла. Расcчитанная спроецированная плотность 3d-состояний атома Co дает хорошее согласие с наблюдаемым экспериментальным спектром поглощения по расположению уровней электронных переходов. Таким образом, данный вычислительный метод позволяет качественно (а в частных случаях, и количественно) описать спектральные характеристики легированных диэлектрических материалов. Также этот метод расчета может быть использован в последующих схожих исследованиях.