晶体CsMgCl3:Ni2+的局部结构、光谱和EPR谱的理论研究

本文采用半自洽场(semi-SCF) 自由Ni2+的3d轨道波函数、点电荷-偶极子模型和Ni2+-6X-(X=F,Cl,Br,I)络合物的μ-κ-α模型,建立了结构参数与光谱、EPR谱之间的定量关系,利用完全对角化方法,由光谱和电子顺磁共振(EPR)谱,确定了CsMgCl3:Ni2+晶体的局部结构参数,统一解释了CsMgCl3:Ni2+晶体的吸收光谱和EPR 谱.此外,还讨论了高阶微扰方法、参量拟合方法等问题.理论计算结果与实验值符合得很好.     

CMSH:Ni2+的光谱及其局域结构的研究

采用晶场参量的重叠模型,建立了结构参数与光谱之间的定量关系;利用完全对角化方法,由光谱确定CMSH:Ni2 晶体中[Ni(H2O)6]2 络离子在温度为77 K时的局域结构参数,较好地解释了CMSH:Ni2 晶体的局域结构和光学吸收谱;研究结果发现,CMSH:Ni2 晶体中络离子[Ni(H2O)6]2 的键长为R≈0.2047 nm,键角θ≈54.9°;所得光谱的理论结果与实验结果符合得非常好.     

掺铜PTO晶体顺磁共振谱及局域结构的理论研究

基于晶体场理论,本文采用重叠模型和3d⁹电子组态在畸变四角晶场中的g因子和超精细结构常数A的三阶微扰计算公式以及钛酸铅PbTiO₃ (PTO): Cu²⁺晶体的局域结构与EPR谱之间的定量关系,合理解释了PTO: Cu²⁺晶体的EPR谱及局域晶体结构,所得结果与实验观测相符合.      

计算晶体CdCl2:Ni2+的电子顺磁共振谱的完全对角化和高阶微扰方法

采用半自洽场自由Ni²⁺的d轨道波函数和点电荷-偶极子模型,建立局部结构、光谱与电子顺磁共振(EPR)谱(零场分裂D和顺磁g因子)之间的定量关系.利用完全对角化方法(CDP)和高阶微扰方法,统一解释CdCl₂:Ni²⁺晶体的局部结构、光谱和电子顺磁共振谱(EPR),并比较两种计算方法得到的结果.     

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.     

RbNiCl_3晶体的局域结构、吸收光谱和顺磁g因子的统一解释

利用完全对角化方法和强场耦合方案,采用半自洽场(semi-SCF)自由Ni2 的d轨道模型,点电荷—偶极子模型和Ni2 -6X-(X=F,Cl,Br,I)络合物的μ-κ-α模型研究,建立了含有过渡族金属离子的晶体的局域结构与吸收光谱和顺磁g因子之间的定量关系,对RbNiCl3晶体的局域结构,吸收光谱和顺磁g因子作出了统一解释,所得理论计算结果与实验值符合得很好.这对进一步研究掺杂顺磁离子晶体的结构,光学,磁学,热学,电子顺磁共振参量,高压,精细结构等性质和了解晶体的结构信息提供了一种可行的方法.     

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NiF2的吸收光谱和电子顺磁共振谱的一种完全对角化计算

采用半自洽场(semi-SCF)自由Ni²⁺的d轨道波函数、点电荷-偶极子模型和Ni²⁺-6X^-(X=F,Cl,Br,I)络合物的μ-κ-α模型,建立结构参数与光谱、电子顺磁共振(EPR)谱(零场分裂D,E和顺磁g因子)之间的定量关系.利用能量矩阵完全对角化方法(CDP)和高阶微扰方法,统一解释NiF₂晶体的局部结构、吸收光谱和电子顺磁共振谱(EPR).比较两种方法计算得到的零场分裂D,E和顺磁g因子.结果表明:①高阶微扰方法算出的D,E值误差大;②能量矩阵完全对角化方法(CDP)算出的D,E值、光谱、顺磁g因子的值都与实验符合很好.     

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。     

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。     

NiSO4·6H2O晶体的结构、光学和磁学性质的理论研究

采用半自洽场(semi-SCF)3d波函数、Ballhausen的自洽场(SCF)O2-波函数和点电荷模型,通过能量完全对角化方法(CDP),对NiSO4·6H2O晶体在常温下的局部对称结构、吸收光谱,电子顺磁共振谱(EPR)以及磁化率x作出了统一解释.将计算结果与实验值进行了比较.讨论了微扰方法、分子轨道方法(LCAO-MO)、参量拟合方法、Clementi单Zeta波函数等问题.     

Al2O3:Fe3+体系晶格局域结构的EPR理论研究

本文通过分析Al2O3∶Fe3+体系中Fe3+离子的EPR谱,研究Fe3+的局域晶体结构结果表明Al2O3∶Fe3+的局域结构存在各向异性膨胀.用拟合EPR谱的低对称参量D和(a-F)实验值的方法,求得两个三棱锥的棱与C3轴的夹角分别为θ1=46.54°和θ2=61.26°,相对于原Al2O3结构的畸变角分别是Δθ1=-1.1°±0.1°,Δθ2=-1.8°.两畸变角同时均小于0说明Al2O3∶Fe3+体系中含Fe3+离子的晶格主要产生沿C3轴的伸长畸变.     

EPR spectra of Fe centers in layered TlGaSe2 single crystal

A single-crystal TlGaSe₂ doped by paramagnetic Fe ions has been studied at room temperature by electron paramagnetic resonance (EPR) technique. The fine structure of EPR spectra of paramagnetic Fe³⁺ ions was observed. The spectra were interpreted to correspond to the transitions among spin multiplet (S=5/2, L=0) of Fe³⁺ ion, which are splitted by the local ligand crystal field (CF) of orthorhombic symmetry. Four equivalent Fe³⁺ centers have been observed in the EPR spectra and the local symmetry of crystal field at the Fe³⁺ site and CF parameters were determined. Experimental results indicate that the Fe ions substitute Ga at the center of GaSe₄ tetrahedrons, and the rhombic distortion of the CF is caused by the Tl ions located in the trigonal cavities between the tetrahedral complexes.     

RbMgF3 ：Ni2+ 体系晶格局域结构的EPR理论研究

在考虑掺杂晶体局域畸变的影响后, 建立了联系RbMgF₃: Ni²⁺体系的局域畸变结构与EPR谱间的关系, 并计算了RbMgF₃: Ni²⁺晶体在C_3v和D_3d对称下的零场分裂参量和g 因数. EPR谱的理论计算值与实验值符合甚好.      

Twinned EPR spectra of Fe centers in ternary layered TlGaS2 crystal

TlGaS₂ single crystal doped by paramagnetic Fe³⁺ ions has been studied by electron paramagnetic resonance (EPR) technique. The fine structure of EPR spectra of paramagnetic Fe³⁺ ions was observed. The spectra reveal a nearly orthorhombic symmetry of the crystal field (CF) on the Fe³⁺ ions. Two groups each consisting of four equivalent Fe³⁺ centers were observed in the EPR spectra. The local symmetry of the crystal field on the Fe³⁺ centers and CF parameters were determined. Experimental results indicate that the Fe ions substitute Ga at the center of the GaS₄ tetrahedrons. The rhombic distortion of the sulfur ligand CF is attributed to the effect of Tl ions located in the trigonal cavities between the tetrahedral complexes. The observed twinning of the resonance lines indicates a presence of two non-equivalent positions of Tl ions that confirms their zigzag alignment in the TlGaS₂ crystal structure.     

Investigations of the optical and EPR spectra for (NiX6) (X=Cl, Br, I) clusters

In this paper, the formulae of optical spectral levels and electron paramagnetic resonance (EPR) spectra in trigonal symmetry of 3d⁸ ions are established on the basis of strong field mechanism and a two spin-coupling (SO) parameters model. Unlike the classical crystal-field approach which has only taken the SO coupling of the central metal ions into account, the contribution of the SO coupling of the ligand ions to the optical and EPR spectra has been included in these formulae. When the optical and EPR spectra of the strong covalent crystals are calculated, the reasonable results can be obtained if the two SO parameters model has been put into action. As an application, the optical and EPR spectra of the (NiX₆)⁴⁻ clusters in CsMgX₃:Ni²⁺ (X=Cl, Br, I) crystals have been studied by the complete diagonalization (of energy matrix) method (CDM). The calculated results agree well with experimental findings. From the investigations, a more valid method to calculate the optical and EPR spectra for 3d⁸ ions clusters is provided.     

YAG∶Cr3+ 晶体精细光谱结构研究

采用不同的晶体畸变模型，利用CDM(complete diagonalization method)方法对YAG∶Cr3+ 晶体的EPR参量进行了系统研究.通过计算结果对晶格畸变模型进行了分析.结果表明,在三角对称下，对杂质离子电荷与中心离子电荷相等的情况，不适合用杂质离子沿C3轴位移的模型来研究晶体的局域结构，而且由于基态和第一激发态的零场分裂都对局域结构微变非常敏感，因此仅由基态零场分裂来确定晶格局域结构是不可靠的.同时结果表明，Cr3+ 离子进入YAG晶体后，产生了Δθ=1.88°的三角畸变.从而成功统一地解释了YAG∶Cr3+ 晶体的EPR参量和精细光谱结构.