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掺杂晶体材料ZnGa2O4:Fe3+局域结构畸变及其微观自旋哈密顿参量研究

杨子元

掺杂晶体材料ZnGa2O4:Fe3+局域结构畸变及其微观自旋哈密顿参量研究

杨子元
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  • 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, =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.
    • 基金项目: 陕西省教育厅自然科学专项基金(批准号:11JK0537)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-22
  • 修回日期:  2014-05-07
  • 刊出日期:  2014-09-05

掺杂晶体材料ZnGa2O4:Fe3+局域结构畸变及其微观自旋哈密顿参量研究

  • 1. 宝鸡文理学院物理与信息技术系, 宝鸡 721013
    基金项目: 

    陕西省教育厅自然科学专项基金(批准号:11JK0537)资助的课题.

摘要: 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, =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.

English Abstract

参考文献 (87)

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