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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

杨子元

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

杨子元
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出版历程
  • 收稿日期:  2007-12-10
  • 修回日期:  2007-12-29
  • 刊出日期:  2008-07-20

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

  • 1. 宝鸡文理学院物理系,宝鸡 721007
    基金项目: 

    陕西省科技计划项目(批准号:2006K04-G29),国防基金(批准号:EP060302)及宝鸡文理学院重点科研基金(批准号:ZK2505)资助的课题.

摘要: 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,-ξd,B,C)=a(Dq,ξd, B,C),Δg(-Dq,-ξd, B, C)=Δg(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+:KZnF3,Mn2+: RbCdF3,Mn2+: MgO,Mn2+: CaO,理论与实验测量符合很好.

English Abstract

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