二氧化铀中5f2发生轨道劈裂成2F5/2和2F7/2而铀原子核内的4f峰主要贡献给氧原子的2p轨道向铀原子的5f轨道的电荷转移过程,而且分裂成两个主峰之间的峰宽为6.8电子伏,相比于价带的5f电子的峰值有1.5电子伏的差值。实验结果如下图所示:图1.3 二氧化铀(111)面上的价带光电发射谱的测量结果[ref.28]而在2011年,S.-W.Yu等人[29]的研究小组使用x射线吸收谱实验的方法对二氧化铀的O1s, U4d,U4f和U5d边界进行测量。对O 1 s,U4d以及U4 f能谱进行综合能量校准后为,能够得到5 f和6 d态在未占有能带的位置。这说明二氧化铀是一种f –f型的莫特哈伯德绝缘体, f电子间的排斥力导致的二氧化铀呈现绝缘状态。并且使用密度烟台大学硕士学位论文4泛函理论加Hubbard项修正的的方法对二氧化铀的价电子进行分析比对,其结果如下图1.4所示,在这个计算结果上可以看出对于图中的的a和b反映的是铀原子5f3混合态与氧原子2p电子能级之间的杂化,图中的c和d代表的是铀的6d电子在晶体场中与氧的2p态发生杂化后劈裂成eg和t2g两个态。图1.4采取不同的实验方法对二氧化铀中电子结构进行的测量以及采用GGA+U的方法进行计算的结果[ref.29]1.1.2铀以及氧化物光学性质的应用金属铀以及在常温下主要的氧化物二氧化铀的反射率在一定的波长范围内比较高,而吸收率比较低。二氧化铀的反射率甚至高于常用的深紫外领域的金、镍以及铱等薄膜材料。所以根据铀以及其氧化物的高反射率性质可以用来制作反射镜;在以后应用广泛的天文方面以及软X射线领域可以作为一种良好的光学设备来应用;而对于二氧化铀是来说,在实验上已经验证是一种具有一定能隙的半导体,可以对其进行掺杂,可以用来制造半导体装置。2002年David D.Allred等人[24]的小组对到天体物理中应用铀的高反射率制作的
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