轴对称晶场中d3离子激发态对4A2基态自旋哈密顿参量的影响

采用完全对角化方法，讨论了三角对称和四角对称下d³离子自旋二重态和自旋四重态对基态⁴A₂(⁴F)自旋哈密顿(SH)参量(包括零场分裂(ZFS)和g因子)的影响机理. 并对影响基态SH参量的四种机理(SO机理，SS机理，SOO机理和SO-SS-SOO联合机理)进行了分析. 结果表明，自旋二重态与四重态对d³离子基态零场分裂都具有重要贡献；而基态g因子主要由四重态决定，二重态对g因子贡献很小. 此外，发现SS机理和SOO机理对基态EPR参量的贡献主要由四重态决定，二重态的影响很小.     

立方对称晶场中6S(3d5)态离子的磁相互作用及其自旋哈密顿参量的微观起源

基于完全对角化方法(complete diagonalization method,CDM),研究了6S(3d5)态离子在立方对称晶场中的磁相互作用,分析了自旋哈密顿参量(a,g,Δg)的微观起源.研究中除了考虑研究者通常考虑的SO(spin-orhit)磁相互作用外,同时考虑了SS(spin-spin),SOO(spin-other-orbit),OO(orbit-orbit)磁相互作用.研究表明:6S(3d5)态离子在立方对称品场中的自旋哈密顿参量起源于五种机理,即SO机理,SS机理,SOO机理,OO机理以及SO-SS-SOO-OO联合作用机理.文中研究了五种机理的相对重要性,结果表明:SO机理与SO-SS-SOO-OO联合作用机理在五种机理中最为重要.尽管SS,SOO,OO磁相互作用单独作用时对自旋哈密顿参量的贡献很小,但它们的联合作用SO-SS-SOO-OO机理对自旋哈密顿参量的贡献非常可观.此外研究表明:零场分裂参量a主要来自纯自旋四重态及自旋二重态与自旋四重态联合作用的贡献,而Zeeman g(或者Δg)因子主要来自纯自旋四重态的贡献.纯自旋二重态对白旋哈密顿参量a与g(或者△g)的贡献为零.在我们所选择的晶场区域,发现卜列关系始终成立:a＞0,a(-|Dq|)＜a(|Dq|),g(-Dq)=g(Dq),a(-Dq,-ξd,B,C)=a(Dq,ξd,B,C),△g(-Dq,-ξd,B,C)=△g(Dq,ξd,B,C).作为本文理论的应用,研究了四种典型的Mn2 掺杂晶体材料,即Mn2 :KZnR,Mn2 :RbcdF3,Mn2 :MgO,Mn2 :CaO,理论与实验测量符合很好.     

晶体材料中3d2态离子自旋哈密顿参量的微观起源

采用了中间场耦合图像，考虑了以前研究中被忽略的SS (spin-spin)磁相互作用以及SOO (spin-other-orbit)磁相互作用，利用完全对角化方法，研究了3d₂态离子在三角对称 (C_3v, D₃, D_3d)晶体中自旋哈密顿(SH)参量的微观起源.发现自旋哈密顿参量 (包括零场分裂参量D和g因子g∥,g⊥)来自四种耦合机理：（1）SO (spin-orbit)耦合机理; (2) SS耦合机理；（3）SOO 关键词： 自旋哈密顿参量 2态离子')" href="#">3d₂态离子 三角对称晶场 SS与SOO作用 SO-SS-SOO联合作用机理     

立方对称晶场中6S(3d5)态离子的磁相互作用及其自旋哈密顿参量的微观起源

基于完全对角化方法(complete diagonalization method, CDM), 研究了⁶S(3d⁵)态离子在立方对称晶场中的磁相互作用,分析了自旋哈密顿参量(a, g,Δg)的微观起源.研究中除了考虑研究者通常考虑的SO(spin-orbit)磁相互作用外,同时考虑了SS(spin-spin),SOO(spin-other-orbit),OO(orbit-orbit)磁相互作用.研究表明：⁶S(3d⁵)态离子在立方对称晶场中的自旋哈密顿参量起源于五种机理,即SO机理,SS机理,SOO机理,OO机理以及SO-SS-SOO-OO联合作用机理.文中研究了五种机理的相对重要性,结果表明：SO机理与SO-SS-SOO-OO联合作用机理在五种机理中最为重要.尽管SS,SOO,OO磁相互作用单独作用时对自旋哈密顿参量的贡献很小,但它们的联合作用SO-SS-SOO-OO机理对自旋哈密顿参量的贡献非常可观.此外研究表明：零场分裂参量a主要来自纯自旋四重态及自旋二重态与自旋四重态联合作用的贡献,而Zeemang(或者Δg)因子主要来自纯自旋四重态的贡献.纯自旋二重态对自旋哈密顿参量a与g(或者Δg)的贡献为零.在我们所选择的晶场区域,发现下列关系始终成立：a>0,a(-|Dq|)<a(|Dq|),g(-Dq)=g(Dq),a(-Dq,-ξ_d,B,C)=a(Dq,ξ_d, B,C),Δg(-Dq,-ξ_d, B, C)=Δg(Dq,ξ_d, B, C).作为本文理论的应用,研究了四种典型的Mn²⁺掺杂晶体材料,即Mn²⁺:KZnF₃,Mn²⁺: RbCdF₃,Mn²⁺: MgO,Mn²⁺: CaO,理论与实验测量符合很好. 关键词： 自旋哈密顿参量 6S(3d⁵)态离子')" href="#">⁶S(3d⁵)态离子 磁相互作用 完全对角化方法(CDM)     

蓝宝石晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及晶体结构

运用不可约张量算法和群理论构造了C3v对称晶场中3d5组念离子的252阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵.用此矩阵计算了Al2O3:Fe3 晶体的光谱精细结构、零场分裂参量(D,a-F)、品体结构,其理论计算值与实验值相符合,并研究了自旋四重态、自旋二重态分别对基态能级的影响,证明了自旋四重态对基态能级的贡献是主要的,自旋二重态对基态能级的贡献虽很小,但却是不可忽略的.进一步研究了SO梢合作用、SS耦合作用对Al2O3:Fe3-品体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,结果发现SO耦合作用是最主要的,SS耦合作用也是不可忽略的.     

四角对称晶场中4B1(3d3)态离子的磁相互作用及其自旋哈密顿参量研究

基于完全对角化方法,研究了4B1(3d3)态离子在四角对称晶场中的磁相互作用,分析了自旋哈密顿参量(b02, g∥, g⊥, Δg)的微观起源.结果表明:在被考虑的大部分晶场区域,人们通常考虑的SO(spin-orbit)磁相互作用的贡献最为重要;然而,对于零场分裂参量b02而言,来自其他机理(包括SS(spin-orbit),SOO(spin-other-orbit),SO-SS-SOO)的贡献在大部分晶场区域超过了20%;在部分晶场区域,其他机理的贡献甚至超过SO机理的贡献.详细地分析了Macfarlane 零场分裂参量b02近似三阶微扰理论的收敛性,结果表明:该理论在大部分晶场区域收敛性较差.讨论了3d3态离子第一激发态2Eg分裂的微观起源.并利用群论方法解释了在C4v和C3v对称晶场中2Eg态分裂的不同机理.     

绿宝石晶体自旋二重态对基态能级的影响及Jahn-Teller效应

应用不可约张量方法和群的理论构造了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3d3/3d7态离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵.利用该矩阵计算了绿宝石晶体的基态能级、零场分裂参量,研究了自旋二重态对基态能级的贡献.理论计算值与实验值相符合,证明二重态对基态的贡献是不可忽略的.在此基础上,进一步研究了自旋 自旋相互作用、自旋 其它轨道相互作用和自旋 轨道相互作用对绿宝石晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋 自旋和自旋 其它轨道相互作用对绿宝石晶体基态能级和零场分裂参量的影响都是不可忽略的.从而通过理论计算值和实验值的比较,证实了在绿宝石晶体中Jahn Teller效应的存在,它能够对光谱精细结构的分裂提出一些更加合理的解释.     

LiNbO3∶Fe3+晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及Jahn-Teller效应

应用不可约张量方法和群的理论构造了三角对称晶场中3d5组态离子的252阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵,利用该矩阵计算了LiNbO3∶Fe3+晶体的光谱精细结构、零场分裂、晶体结构、Jahn-Teller(J-T)效应,其理论计算值与实验值相符合,并研究了自旋四重态、自旋二重态分别对基态能级的影响,证明了自旋四重态对基态能级的贡献是主要的,自旋二重态对基态能级的贡献虽很小,但却是不可忽略的.在此基础上,进一步研究了自旋-轨道耦合作用、自旋-自旋耦合作用对LiNbO3∶Fe3+晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道耦合作用是最主要的,自旋-自旋耦合作用也是不可忽略的. 研究表明,该种物质的四重态光谱结构中含有J-T效应. 其产生原因是自旋-轨道耦合及三角畸变的共同作用的结果,两者缺一不可.     

掺杂晶体材料ZnGa_2O_4:Fe~(3+)局域结构畸变及其微观自旋哈密顿参量研究

基于Newman的晶场叠模型与微观自旋哈密顿理论,建立了ZnGa2O4:Fe3+晶体材料中磁性离子Fe3+局域结构与其自旋哈密顿(spin-Hamiltonian,SH)参量(包括二阶零场分裂(zero-field splitting,ZFS)参量D,四阶ZFS参量(a-F),Zeeman g因子:g//,g⊥,△g(=g//-g⊥))之间的定量关系.采用以全组态完全对角化方法为理论背景的CFA/MSH(Crystal Filed Analysis/Microscopic Spin Hamiltonian)研究软件,研究了ZnGa2O4:Fe3+材料中磁性离子Fe3+的SH参量与其局域结构的依赖关系.研究表明:对于ZnGa2O4:Fe3+晶体材料,当磁性离子Fe3+的局域结构畸变参数△R=0.0487 nm,△θ=0.192°时,其基态SH参量理论计算结果与实验测量符合很好,进一步表明Fe3+掺入晶体材料后将引起磁性Fe3+离子局域结构的微小畸变,但其仍然保持D3d点群对称局域结构.在此基础上研究分析了SH参量的微观起源,结果表明:ZnGa2O4:Fe3+晶体材料的SH参量主要来源于SO(spin-orbit)磁相互作用机理,来自其他磁相互作用机理(包括SS(spin-spin),SOO(spin-other-orbit),OO(orbit-orbit),SO-SS-SOO-OO)的贡献比较小.     

CsNiCl3晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及Jahn-Teller效应

应用不可约张量理论构造了三角对称晶场中3d²/3d⁸态离子的45阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵，研究了CsNiCl₃晶体的光谱精细结构、晶体结构、零场分裂参量、Jahn-Telller效应以及自旋单重态对Ni²⁺离子基态能级的影响，理论与实验相符合.在此基础上，进一步研究了以前工作中被忽略的自旋-自旋耦合作用和Trees修正对CsNiCl₃晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响，发现有四种机理会影响零场分裂参量：1)自旋-轨道耦合机理，2)自旋-自旋耦合机理；3)自旋-轨道与自旋-自旋联合耦合机理；4)自旋-轨道与Trees修正联合耦合机理，其中自旋-轨道耦合机理是最主要的，其他三种机理也是不可忽略的. 关键词： 基态能级 精细结构 零场分裂 自旋-自旋耦合     

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