ZnS:Co2+晶体顺磁g因子的理论研究

提出了一个计算二元半导体中过渡金属(TM)离子顺磁g因子的共价模型,并用以计算了ZnS:Co²⁺晶体的g因子,计算值与实验值吻合很好,从而解决了用经典方法得到的g因子值与实验值相比偏小的问题.同时,通过对ZnS:Co²⁺晶体晶场光谱和顺磁g因子的分析,本文建议,在ZnS:Co²⁺晶体中,Co²⁺离子的t_2g电子和e_g电子部分处于反键轨道部分处于成健轨道.     

ZnS:Co2+和CdTe:Co2+中配体对g因子的贡献

采用双自旋-轨道耦合模型和分子轨道研究了Co²⁺离子在Ⅱ-Ⅵ半磁半导体ZnS和CdTe中的EPR g因子.计算表明,配体Te有大的SO耦合作用和强的共价性,其对g因子有较大的贡献.     

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.     

ZnS:Co2+晶体的顺磁g因子研究

采用赵敏光提出的双zeta d-轨道模型,通过拟合平均共价性因子N和电偶极矩μ,统一地解释了ZnS:Co²+的d-d跃迁谱和顺磁g因子,g因子的计算结果分别为2.2482（微扰法）和2.235（完全对角化方法）,与实验值2.248符合得很好.文章对计算中遇到的轨道模型、微扰方法、参量拟合、双旋轨耦合及Jahn-Teller效应等有争议的问题作了阐释.     

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.     

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。     

MgF2:Mn2+光谱、超精细常数和局部结构的关联

基于电子顺磁共振(EPR)超精细常数As确定键长的新方法和半自洽场d轨道理论,对MgF2:Mn2+光谱和EPR超精细常数作出了统一解释.得到室温下MgF2:Mn2+晶体中杂质中心Mn-F的键长为0.2124±0.0010nm.     

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.     

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.     

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.     

CaF2:Co2+光谱和顺磁g因子的统一解释

基于半自洽场d轨道理论和完全对角化方法,从杂质局部结构统一解释了CaF₂:Co²⁺的光谱和顺磁 g 因子. 杂质局部结构存在塌缩效应,但仍保持八配位立方对称. 在此基础上,用微扰法和完全对角化方法讨论了g因子对晶场参量D_q的依赖关系. Macfarlane的 g 因子三阶微扰公式是好的近似公式,但随着D_q的减小,其有效性变差. 最后,文章讨论了基于完全对角化和自旋哈密顿理论的 g 因子公式的适用性,及其在轨道简并情况下的困难.     

HoIG中Ho3+离子低温下磁性各向异性现象的理论研究

基于量子理论计算了不同方向上HoIG中不同晶位上Ho3 离子的磁矩,继而求平均分别得到了[111],[110],[100]三个方向上在T=150～4.2K温度范围内HoIG中Ho3 离子的自发磁矩.计算结果显示Ho3 离子自发磁矩在低温下(T＜100K)明显出现了各向异性,并且随着温度的降低各向异性现象越来越明显,与实验结果符合较好,在理论上对HoIG中Ho3 离子自发磁矩在低温下出现各向异性现象做出了解释.     

Calculations of the Spin-Lattice Coupling Coefficients Fij and Zij for MgO:Co2+ Crystal

According to a uniform and simple method of calculating spin-lattice coupling coefficients and the perturbation formulas of g_i factors and hyperfine structure constants A_i based on the cluster approach for 3d⁷ ions in cubic, tetragonal and trigonal octahedral crystal fields, the spin-lattice coupling coefficients F_ij (F₁₁, F₁₂, F₄₄), Z_ij (Z₁₁, Z₁₂, Z₄₄) and also g factor and hyperfine constant A for MgO:Co²⁺ are calculated by using the parameters obtained from the optical spectra without adjustable parameters. The calculated results show good agreement with the observed values. The difficulty in explaining the coefficients F_ij and Z_ij is therefore removed.     

Theoretical Calculations of g Factors and Hyperfine Structure Constants for Co2+ inCd2+(I) and Cd2+(II) Sites of CsCdCl3 Crystal

The g factors g‖,g⊥ and hyperfine structure constants A‖,A⊥ for two trigonal Co2+ centers (i.e.,Co2+ in Cd2+ (I) and Cd2+ (II) sites) in CsCdCl3:Co2+ crystals are calculated from the high-order perturbation formulas based on the cluster approach.In the calculation,the contributionsfrom covalency effect and configuration interaction effect are considered and the parameters related to both effects are obtained from the optical spectrum and the structure data of the studied system.The results are in good agreement with the observed values.     

Theoretical Calculations of g Factors and Hyperfine Structure Constants for Co^2＋ in Cd^2＋（I） and Cd^2＋（Ⅱ） Sites of CsCdCl3 Crystal

The g factors g||,g⊥ and hyperfine structure constants A||,A⊥ for two trigonal Co^2 centers (i.e.,Co^2 in Cd^2 (I) and Cd^2 (Ⅱ) sites) in CsCdCl3:Co^2 crystals are calculated from the high-order perturbation formulas based on the cluster approach.In the calculation,the contributions from covalency effect and configuration interaction effect are considered and the parameters related to both effects are obtained from the optical spectrum and the structure data of the studied system.The results are in good agreement with the observed values.     

双共价因子在半磁半导体HgS:Co2+光谱中的应用

本文采用一种适用于共价晶体的含双共价因子(N_t≠N_e)的能量矩阵计算方法,研究了Co²⁺离子在HgS中的光学吸收谱,并对结果进行了讨论.研究结果表明,对于共价性强的晶体,Racah参量A对能级跃迁的贡献不能忽略.     

Co2+:ZnAl2O4晶体电子光谱及其2E态双重谱线结构的Jahn-Teller效应研究

在中间场耦合图象中,利用Racak不可约张量算符法和Wigner－Eckart定理,建立了3d⁷(C_3v)电子组态的完全能量矩阵;利用该矩阵研究了Co²⁺:ZnAl₂O₄晶体的电子光谱,理论与观测十分吻合．首次定量地解释了2E态的双重谱线结构,并从理论上预言了⁴A₂基态2.93cm^-1的零场分裂(ZFS)．研究结果定量地表明,Jahn－Teller效应所致Co²⁺:ZnAl₂O₄晶体Co²⁺中心局域结构的畸变假设是合理的．