Ba2MgGe2O7:Cr4+晶体中荷移激发态对g因子贡献的研究

文章建立了立方四面体3d2络合物g因子的完全高阶微扰公式.在这个公式中,除了与d-d跃迁光谱(晶场激发态)有关的晶场(CF)机制的贡献(包括近年发展的双旋-轨耦合参量模型)外,与电荷转移光谱(荷移激发态)有关的荷移(CT)机制的贡献也被考虑.将这个公式应用于Ba2MgGe2O7:Cr4 晶体平均g因子的计算,发现理论计算值与实验值很好的一致,同时,荷移机制对g移动△g(=g-2.002 3)的贡献△gCT在符号上与晶场机制的贡献△gCF相反,而在大小上约为晶场机制贡献的38%.因此,在对高价态过渡金属离子络合物的g因子计算时应考虑CF机制和CT机制的贡献.     

Ba_2MgGe_2O_7∶Cr~(4+)晶体中荷移激发态对g因子贡献的研究

文章建立了立方四面体3d2络合物g因子的完全高阶微扰公式。在这个公式中,除了与d—d跃迁光谱(晶场激发态)有关的晶场(CF)机制的贡献(包括近年发展的双旋-轨耦合参量模型)外,与电荷转移光谱(荷移激发态)有关的荷移(CT)机制的贡献也被考虑。将这个公式应用于Ba2MgGe2O7∶Cr4 晶体平均g因子的计算,发现理论计算值与实验值很好的一致,同时,荷移机制对g移动Δg(=g-2.002 3)的贡献ΔgCT在符号上与晶场机制的贡献ΔgCF相反,而在大小上约为晶场机制贡献的38%。因此,在对高价态过渡金属离子络合物的g因子计算时应考虑CF机制和CT机制的贡献。     

晶体Zn(antipyrine)2(NO3)2:VO2+的EPR谱及光吸收谱的理论研究

由于硝酸钒锌二安替比林晶体[Zn(antipyrine)2(NO3)2:VO2 ]中配体O2-的自旋-轨道耦合参量ζ0p≈150 cm-1与中心过渡族3d1离子V4 的ζ0d≈248 cm-1相差不太大,故配体的自旋-轨道耦合参量ζ0p对电子顺磁共振(EPR)谱和光吸收谱的贡献必须考虑.采用双自旋-轨道耦合参量模型和相关的晶体场能级公式,计算了Zn(antipyrine)2(NO3)2:VO2 晶体的EPR谱和光吸收谱,所得理论结果与实验发现很好符合;确定了该晶体的局域对称结构沿C4轴的四角畸变约为0.45 nm;计算发现,较大的κ值说明VO2 中未配对的s电子对超精细结构常数有较大的贡献.并对上述这些结果的合理性进行了讨论.     

晶体Zn（antipyrine）2（NO3）2∶VO^2＋的EPR谱及光吸收谱的理论研究

由于硝酸钒锌二安替比林晶体[Zn(antipyrine)2(NO3)2∶VO2 ]中配体O2-的自旋-轨道耦合参量0pζ≈150cm-1与中心过渡族3d1离子V4 的ζ0d≈248 cm-1相差不太大,故配体的自旋-轨道耦合参量0pζ对电子顺磁共振(EPR)谱和光吸收谱的贡献必须考虑。采用双自旋-轨道耦合参量模型和相关的晶体场能级公式,计算了Zn(antipyrine)2(NO3)2∶VO2 晶体的EPR谱和光吸收谱,所得理论结果与实验发现很好符合;确定了该晶体的局域对称结构沿C4轴的四角畸变约为0.45 nm;计算发现,较大的κ值说明VO2 中未配对的s电子对超精细结构常数有较大的贡献。并对上述这些结果的合理性进行了讨论。     

晶体NiX2(X=Cl,Br,I)的光谱和电子顺磁共振谱研究

在强场耦合图像中,采用双自旋-轨道耦合(SO)参量模型建立了过渡族3d2(3d8)离子的三角对称下全组态光谱能级和电子顺磁共振(EPR)公式.与经典的晶体场理论(仅考虑中心金属离子的自旋-轨道耦合作用)相比较,该公式还包括了配体离子的自旋-轨道耦合作用的贡献,这一模型在应用于计算共价性较强的晶体光谱和电子顺磁共振谱可得到合理的结果.作为验证,用完全对角化方法研究了品体NiX2(X=Cl,Br,I)的光谱和电子顺磁共振谱,结果表明,理论与实验很好地符合.建立的全组态谱能级和电子顺磁共振公式为更精确地计算光谱和电子顺磁共振谱提供了一条可行方法.     

Cr3+：MgAl2O4晶体EPR参量及其电子精细光谱的研究

考虑了SS(Spin-Spin)作用和SOO(Spin-Other-Orbit)作用，采用完全对角化方法，结合自旋Hamiltonian理论，研究了Cr³⁺∶MgAl₂O₄晶体EPR参量及其吸收光谱，理论与实验符合甚好. 在此基础上，进一步研究了⁴A₂(3d³)离子EPR参量的微观起源. 研究表明，EPR参量起源于四种微观机制：(1) SO(Spin-Orbit) 耦合机制；(2) SS耦合机制；(3)SOO耦合机制；(4) SO～SS～SOO总联合作用机制. 在这些机制中，SO机制是最主要的.     

三角对称晶场中4A2(3d3)态离子EPR参量的SS和SOO机制

考虑了在以前工作中被忽略的自旋与自旋 (Spin spin(SS) )磁相互作用以及一个电子自旋与另外电子轨道 (Spin other orbit (SOO) )之间的磁相互作用 ,用VisualBasic6.0设计了新的CDM/EPR计算程序 .该程序不仅能计算 4 A2 (3d3)态离子在晶体中的EPR参量 ,而且能计算体系的光谱精细结构 .利用该程序研究了红宝石晶体与绿宝石晶体的EPR参量与光谱精细结构 ,理论与实验符合甚好 .在此基础上 ,研究了SS与SOO磁相互作用对EPR参量及其光谱的贡献 .发现在磁相互作用的三个部分中 ,EPR参量的主要来源是旋 轨 (Spin orbit (SO) )耦合相互作用 ;SS磁相互作用对零场分裂 (Zero fieldsplitting(ZFS) )参量D具有重要贡献 ,在研究中不能被忽略 ,而SOO磁相互作用对ZFS参量D的贡献较小 ;SS与SOO磁相互作用对Zeemang因子以及光谱的贡献甚微     

GeFe2O4晶体的基态能级和零场分裂参量

GeFe2O4是一种单晶化合物,考虑到由3个〈111〉方向之一的一个轴,从一个中心位置到另一个中心位置之间,以Fe2+离子为中心离子和O2-为配体构成了三角(C3v)对称体系.利用不可约张量理论,建立了3d4/3d6离子三角(C3v)对称的晶体场和自旋相互作用哈密顿矩阵,因此,由完全对角化的晶体场和自旋-轨道相互作用哈密顿矩阵和电子顺磁共振理论公式求出单晶GeFe2O4中Fe2+离子的电子顺磁共振零场分裂参量D和F-a.并研究了自旋三重态对电子顺磁共振(EPR)零场分裂的贡献.结果显示自旋三重态对基态零场分裂的贡献是较强的,理论计算结果与实验值相符.     

Na_2ZnCl_4·3H_2O:Mn~(2 )电子顺磁共振参量与晶格缺陷研究

假设在晶体Na_2ZnCl_4·3H_2aO:Mn~(2 )中,处于C_3轴上的一个Cl~-被一个O~(2-)取代,形成MnOCl_3基团,利用对角化能量矩阵的方法,计算了该晶体的电子顺磁共振(EPR)参量D,(?)和g(?)因子,以及单轴压力效应dD/dp和da/dp,得到与实验一致的结果,表明上述假设是合理的.     

Na_2ZnCl_4·3H_2O:Mn~(2+)电子顺磁共振参量与晶格缺陷研究

假设在晶体Na_2ZnCl_4·3H_2aO:Mn~(2+)中,处于C_3轴上的一个Cl~-被一个O~(2-)取代,形成MnOCl_3基团,利用对角化能量矩阵的方法,计算了该晶体的电子顺磁共振(EPR)参量D,(?)和g(?)因子,以及单轴压力效应dD/dp和da/dp,得到与实验一致的结果,表明上述假设是合理的. 关键词：     

MnFe2O4晶体的基态能级和零场分裂参量

由不可约张量理论构成一个3d4/3d6离子三角(C3V)对称的晶体场和自旋-轨道相互作用哈密顿矩阵,由这个晶体场和自旋-轨道相互作用哈密顿矩阵被完全对角化后能够求出MnFe2O4晶体中的Fe2+离子的电子顺磁共振零场分裂参量D和F-a,计算了低自旋态(3L态)对电子顺磁共振零场分裂参量(D,F-a)的贡献.结果显示低自旋3L态对电子顺磁共振的零场分裂参量的贡献是较强的.理论计算的结果与实验值是相符的.     

晶体PZCST:VO2+的EPR谱及光吸收谱的理论研究

采用双旋-轨耦合参量模型和3d¹电子组态在四角对称下的能级公式,计算了KZnClSO₄·3H₂O(PZCST): VO²⁺的EPR谱和光吸收谱,所得EPR谱和光吸收谱的理论结果与实验发现符合得很好. 研究发现,该晶体沿C₄轴局域对称结构呈压缩的四角畸变,其大小为0.47 nm;大的κ值表明VO²⁺的未配对电子的自旋极化对超精细结构常数有着较大的贡献.     

锌磷酸盐玻璃掺杂VO~(2+)吸收光谱和EPR谱研究

3d1离子(如VO2+,V4+)是一类非常重要的离子,其掺杂电子顺磁共振谱已有大量的研究,积累了丰富的实验数据。利用3d1离子在四角压缩八面体对称中EPR参量的高阶微扰公式,计算了锌磷酸盐玻璃晶体中掺杂VO2+的EPR参量(g因子g‖,g⊥和超精细结构常数A‖,A⊥)和光吸收谱。由于锌磷酸盐玻璃晶体中掺杂VO2+中配体O2-的自旋-轨道耦合参量ζ0p(≈150cm-1)与中心过渡金属3d1离子V4+的ζ0d(≈248cm-1)相差不太大,故来自配体的自旋-轨道耦合参量ζ0p对EPR参量和光吸收谱的贡献必须予以考虑。采用重叠模型建立了杂质中心结构参数与电子顺磁共振(EPR)参量以及光吸收谱之间的定量关系;通过拟合锌磷酸盐玻璃中V4+中心的EPR参量和光吸收谱理论与试验符合,获得了杂质中心[VO6]8-基团的局域结构;研究发现,[VO6]8-基团的平行和垂直于C4轴的键长分别为:R‖≈0.175nm,R⊥≈0.197nm,即[VO6]8-基团的局域结构为沿C4轴方向呈压缩的八面体结构;所得EPR参量和光吸收谱的理论值与实验符合很好,并对上述结果的合理性进行了讨论。这说明微扰法可以用来研究材料中掺杂3d1过渡金属离子的EPR参量和光吸收谱。此外,对超精细结构常数(A‖和A⊥)的研究发现,较大的芯区极化常数κ值说明VO2+中未配对的s电子对超精细结构常数有较大的贡献。     

CaZrO3:Mn4+晶体g因子及光谱的研究

推导了晶体中立方(Oh对称)的3d3八面体基团的g因子的高阶微扰公式;其中,既包括了传统的晶场机制(涉及与d-d跃迁光谱有关的晶场激发态与基态的相互作用)的贡献,也包括了以前在晶体场理论中被忽略的荷移机制(涉及与电荷转移光谱有关的荷移激发态与基态的相互作用)的贡献.采用这个公式和由CaZrO3:Mn4 晶体光谱所得的参量,文章计算了该晶体的g因子(也包括了d-d跃迁光谱),计算结果与实验值能很好地吻合一致.计算中发现,荷移机制对g因子移动Ag.(≈g-2.002 3)的贡献在符号上与晶场机制的贡献相反,但大小已达到晶场机制贡献的62%.这表明,对晶体中高价态的3d3离子(如Mn4 和Fe5 )八面体基团,合理地解释其g因子(或其他电子顺磁共振谱参量)应同时考虑晶场机制和荷移机制的贡献.     

Cr3+∶MgAl2O4晶体的基态能级分裂及Jahn-Teller效应*

构造了3d3/3d7离子在三角对称晶场中考虑自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用的120阶微扰哈密顿矩阵.利用完全对角化该矩阵的方法计算了Cr3+∶MgAl2O4晶体的基态能级、零场分裂参量,理论计算值与实验值相符合.定量研究了自旋二重态对基态能级的贡献,证明该贡献是不可忽略的.定量研究了自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用对Cr3+∶MgAl2O4晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道和自旋-自旋相互作用对基态能级和零场分裂参量的影响的程度和方式是不同的,自旋-其它轨道相互作用的影响也是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在Cr3+∶MgAl2O4晶体中Jahn-Teller效应的存在,解释了该晶体的光谱精细结构的成因.     

Cr~(3 )∶MgAl_2O_4晶体的基态能级分裂及Jahn-Teller效应

构造了3d3/3d7离子在三角对称晶场中考虑自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用的120阶微扰哈密顿矩阵.利用完全对角化该矩阵的方法计算了Cr3 ∶MgAl2O4晶体的基态能级、零场分裂参量,理论计算值与实验值相符合.定量研究了自旋二重态对基态能级的贡献,证明该贡献是不可忽略的.定量研究了自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用对Cr3 ∶MgAl2O4晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道和自旋-自旋相互作用对基态能级和零场分裂参量的影响的程度和方式是不同的,自旋-其它轨道相互作用的影响也是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在Cr3 ∶MgAl2O4晶体中Jahn-Teller效应的存在,解释了该晶体的光谱精细结构的成因.     

GeFe2O4晶体的基态能级和零场分裂参量

GeFe₂O₄是一种单晶化合物，考虑到由3个〈111〉方向之一的一个 轴，从一个中心位置 到另一个中心位置之间，以Fe²⁺离子为中心离子和O^2-为配体构 成了三角（C 3v）对称体系.利用不可约张量理论，建立了3d⁴/3d⁶离子三角（C3 v）对称的晶体场和 自旋相互作用哈密顿矩阵，因此，由完全对角化的晶体场和自旋-轨道相互作用哈密顿矩阵 和电子顺磁共振理论公式求出单晶GeFe₂O₄中Fe²⁺离子 的电子顺磁共振零场分 裂参量D和F-a.并研究了自旋三重态对电子顺磁共振（EPR）零场分裂的贡献.结果显示自旋 三重态对基态零场分裂的贡献是较强的，理论计算结果与实验值相符. 关键词： 自旋三重态 晶体场 低自旋态 高自旋态 零场分裂     

Al2O3:V3+晶体局域结构及其自旋哈密顿参量研究

提出了解释掺杂离子局域结构畸变的配体平面移动模型,建立了此模型下晶体微观结构与自旋哈密顿参量之间的定量关系.在考虑自旋与自旋、自旋与另一电子轨道和轨道与轨道作用等微小磁相互作用的基础上,采用全组态完全对角化方法,对Al2O3晶体中V3+的局域结构和自旋哈密顿参量进行了系统的研究.结果表明,V3+掺入Al2O3晶体后,上下配体氧平面间距离增大了0.0060 nm.从而成功地解释了Al2O3:V3+晶体的自旋哈密顿参量.在此基础上,研究了三角晶场下3d2离子自旋哈密顿参量的微观起源.研究发现,自旋三重态对自旋哈密顿参量的贡献是主要的,微小磁相互作用对自旋哈密顿参量的贡献只与自旋三重态有关.     

自旋三重态对3d~4/3d~6离子零场分裂参量的影响

用对角化哈密顿矩阵的方法研究了自旋三重态对3d~4和3d~6离子在四角对称的晶体中电子顺磁共振(EPR)零场分裂(ZFS)参量的影响,涉及了该离子在四角对称晶体场中所有可能的轨道单态作基态的情形,指出了自旋三重态对ZFS参量有不可忽略的重要贡献. 关键词：     

掺入Ni~(2+)和V~(3+)对α-Al_2O_3晶体光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量的影响

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵.利用该矩阵,计算了V3+∶α-Al2O3和Ni2+∶α-Al2O3晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量,研究了掺入两种互补态离子Ni2+和V3+对同种晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量的影响,理论计算值和实验值相符.研究发现:掺杂没有改变晶体的光谱精细结构和能级分裂条数,但改变了能级间距;掺杂也没有改变晶体的对称性,但使晶体局域结构发生了一定程度的畸变;Ni2+∶α-Al2O3晶体局域结构的伸长畸变量大于V3+∶α-Al2O3晶体,键角的变化量小于V3+∶α-Al2O3晶体.