close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
УДК 548.0: 535.33
АНАЛИЗ ШТАРКОВСКОГО РАСЩЕПЛЕНИЯ МУЛЬТИПЛЕТОВ
ИОНА Tm3+ В МОНОКРИСТАЛЛЕ YVO4
Л.А. ФОМИЧЕВА1, А.А. КОРНИЕНКО2, Е.Б. ДУНИНА2, Е.В. ПАВЛОВА2
1
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
ул. П. Бровки, 6, г. Минск, 220013, Республика Беларусь
[email protected]
2
БГ
УИ
Р
Витебский государственный технологический университет
Московский пр, 72, г. Витебск, 210035, Республика Беларусь
[email protected]
Выполнено описание штарковской структуры мультиплетов иона Tm3+ в YVO4 в различных
моделях кристаллического поля. На основе анализа штарковской структуры получены параметры четного и нечетного кристаллического поля и параметры ковалентности.
Ключевые слова: конфигурационное взаимодействие, кристаллическое поле, штарковская
структура, лантаноид.
Для описания штарковской структуры мультиплетов в приближении слабого
конфигурационного взаимодействия обычно используют гамильтониан:
а
H cf   Bqk Cqk .
(1)
k ,q
Би
бл
ио
т
ек
Здесь Bqk – параметры кристаллического поля, Cqk – сферические тензоры, действующие на угловые переменные f-электронов.
Для учета влияния возбужденных конфигураций на штарковскую структуру
кристаллических систем, активированных f-элементами, расчеты можно выполнять в
приближении промежуточного и сильного конфигурационного взаимодействия [1].
Однако для некоторых оксидных систем влияние возбужденных конфигураций настолько сильное, что для его учета необходимо использовать гамильтониан, полученный в приближении аномально сильного конфигурационного взаимодействия [2, 3]:

 2d
2d  ~ k
Gq d  
H cf    Bqk  

k ,q 
  d  EJ  d  EJ  
.
(2)

 
 ~k

Gq c Cqk
  

 ci  E J  
i   ci  E J

Здесь  d и  ci – энергии возбужденной конфигурации противоположной четности ти~
~
па 4 f N 1 5d и конфигурации с переносом заряда соответственно; Gqk d , Gqk c  – пара2
ci
2
ci
метры, задающие величину вкладов соответствующих возбужденных конфигураций.
Величину вкладов возбужденной конфигурации противоположной четности
N 1
~k можно оценить по формуле [1]:
4 f 5d в G
q
18
~k
G q (d )  
 p'

f
где
f Ck f , f C p' d
2k  1
2 f Ck f
 p'
p"

t"
 (1)  t '
q
p ', p " t ',t "
k 

 q 
,
(3)
p'
p"
p" k 
Bt ' (d ) Bt " (d )
p'
p"
f
d
d
f
C
 C
f d
d
d
– приведенные матричные элементы сферических тензоров,
b
БГ
УИ
*
~
~
Gqk (c)   J k (b)Cqk (b ,  b ) .
Р
 p ' p" k   p ' p" k 

, 
 – 3j и 6j коэффициенты векторного сложения углового моf d
 t ' t"  q   f
мента, Btp' ' (d ), Btp"" (d ) – параметры кристаллического поля нечетной симметрии.
~k от процессов с переносом заряда задается выражением [1]:
Вклад в G
q
(4)
Здесь суммирование осуществляется по лигандам ближайшего окружения; b ,  b –
сферические углы, фиксирующие направление на лиганд b.
~
Для расчета параметров J k (b) удобно использовать выражения [1]:


5
~
J 2 (b) 
2 2f  3 2f ,
28
3
~
J 4 (b) 
3 2f   2f ,
(5)
14
13
~
J 6 (b) 
2 2f  3 2f ,
28
(i   ,  ) – параметры ковалентности соответствующие перескоку электрона из

а


т
где  if
ек

Би
бл
ио
i-оболочки лиганда в f-оболочку лантаноида.
В данной работе выполнен анализ кристаллического расщепления мультиплетов
иона Tm3+ в YVO4 с учетом влияния возбужденных конфигураций противоположной
четности 4 f N 1 5d и конфигурации с переносом заряда (2). Такой подход позволяет
улучшить описание штарковской структуры мультиплетов по сравнению с приближением слабого конфигурационного взаимодействия (1), а также дает возможность на основе экспериментальных данных по штарковской структуре [4] определить параметры
ковалентности и параметры кристаллического поля нечетной симметрии.
Список литературы
1. Корниенко А.А. Теория спектров редкоземельных ионов в кристаллах. Курс
лекций. Витебск. 2003.
2. Dunina E.B., Kornienko A.A., Fomicheva L.A. // Cent. Eur. J. Phys. 2008. Vol.6,
№3. P.407–414.
3. Фомичева Л.А., Корниенко А.А., Дунина Е.Б. // ЖТФ. 2007. Т.77, №10. С.6–10.
4. Lisiecki R., Solarz P., Dominiak-Dzik G. et. al // Phys. Rew. B. 2006. Vol.74. P
035103-1 – 035103-14.
19
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа