GeFe2O4晶体的基态能级和零场分裂参量

殷春浩; 韩  奎; 叶世旺

doi:10.7498/aps.52.2280

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GeFe2O4晶体的基态能级和零场分裂参量

殷春浩 , 韩奎 , 叶世旺

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GeFe2O4晶体的基态能级和零场分裂参量

殷春浩, 韩奎, 叶世旺

物理学报, 2003, 52(9): 2280-2283.

doi: 10.7498/aps.52.2280

Ground-state energy and zero-field splitting parameters in GeFe2O4 crystal

Yin Chun-Hao, Han Kui, Ye Shi-Wang

Acta Phys. Sin., 2003, 52(9): 2280-2283.

doi: 10.7498/aps.52.2280

摘要
GeFe2O4是一种单晶化合物，考虑到由3个〈111〉方向之一的一个轴，从一个中心位置到另一个中心位置之间，以Fe2+离子为中心离子和O2-为配体构成了三角（C 3v）对称体系.利用不可约张量理论，建立了3d4/3d6离子三角（C3 v）对称的晶体场和自旋相互作用哈密顿矩阵，因此，由完全对角化的晶体场和自旋-轨道相互作用哈密顿矩阵和电子顺磁共振理论公式求出单晶GeFe2O4中Fe2+离子的电子顺磁共振零场分裂参量D和F-a.并研究了自旋三重态对电子顺磁共振（EPR）零场分裂的贡献.结果显示自旋三重态对基态零场分裂的贡献是较强的，理论计算结果与实验值相符.

关键词:
自旋三重态 /

晶体场 /

低自旋态 /

高自旋态 /

零场分裂
Abstract
GeFe2O4 is a spinel-type compound in which the neighborhoo d of a Fe2+ ion has a trigonal symmetry with respect to an axis which is parallel to one of the three 〈111〉 direction,and varies from site to site . The crystal-field and spin-orbit complete Hamiltonian matrix of 3d4/3d6 ions ha ve been establishe d by irreducible representation method, The zero-field splitting parameters D an d F-a of Fe2+ ions in GeFe2O4 crystal are prese nted by using the cryst al-field and spin-orbit interaction complete diagonalizing Hamiltonian matrix wi th the theory of electron paramagnetic resonance; at the same time, the contribu tions to zero-field splitting from spin-triplet state have been studied. The res ults show that the contributions to zero-field splitting from spin-triplet state are important and strong. The calculated results are in good agreement with the experimental data.

Keywords:
spin-triplet /

crystal-field /

low-spin state /

high-spin state /

zero-f ield splitting
作者及机构信息
殷春浩,

韩奎,

叶世旺

1.
中国矿业大学理学院，徐州 221008

基金项目: 国家教育部留学基金资助的课题.
Authors and contacts
Yin Chun-Hao,

Han Kui,

Ye Shi-Wang

1.
中国矿业大学理学院，徐州 221008
参考文献

施引文献

[1]	颜俊, 王子毅, 曾若生, 邹炳锁. 零维Sb³⁺掺杂Rb₇Bi₃Cl₁₆金属卤化物的三重态自陷激子发射. 物理学报, 2021, 70(24): 247801. doi: 10.7498/aps.70.20211024
[2]	钱新宇, 孙言, 刘冬冬, 胡峰, 樊秋波, 苟秉聪. 硼原（离）子内壳激发高自旋态能级和辐射跃迁. 物理学报, 2017, 66(12): 123101. doi: 10.7498/aps.66.123101
[3]	谭晓明, 赵刚, 张迪. BaCrSi4O10与AgGaSe2:Cr2+吸收光谱的精细结构及自旋单态对零场分裂参量的影响. 物理学报, 2016, 65(10): 107501. doi: 10.7498/aps.65.107501
[4]	马红萍, 刘平, 杨清华, 邓德刚. Cr4+掺杂Li1.14Zn1.43SiO4透明微晶玻璃近红外宽带光谱特性. 物理学报, 2013, 62(17): 177801. doi: 10.7498/aps.62.177801
[5]	杨子元. 三角对称晶场中6 S(3d5)态离子零场分裂参量的微观起源. 物理学报, 2011, 60(3): 037501. doi: 10.7498/aps.60.037501
[6]	卢成, 王丽, 卢志文, 宋海珍, 李根全. ZnS:Cr2+中局域晶格结构和自旋单态对零场分裂参量的贡献. 物理学报, 2011, 60(8): 087601. doi: 10.7498/aps.60.087601
[7]	肖进, 张庆礼, 周文龙, 谭晓靓, 刘文鹏, 殷绍唐, 江海河, 夏上达, 郭常新. Nd3+:Gd3Sc2Al3O12 晶场能级及拟合. 物理学报, 2010, 59(10): 7306-7313. doi: 10.7498/aps.59.7306
[8]	孙震, 安忠, 李元, 刘文, 刘德胜, 解士杰. 高聚物中极化子和三重态激子的碰撞过程研究. 物理学报, 2009, 58(6): 4150-4155. doi: 10.7498/aps.58.4150
[9]	吕海萍, 殷春浩, 魏雪松, 钮应喜, 宋宁, 茹瑞鹏. LiNbO3∶Fe3+晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及Jahn-Teller效应. 物理学报, 2007, 56(11): 6608-6615. doi: 10.7498/aps.56.6608
[10]	李晓薇. 铁磁超导态/绝缘层/自旋三重态p波超导体结的直流Josephson电流. 物理学报, 2006, 55(12): 6637-6642. doi: 10.7498/aps.55.6637
[11]	李晓薇, 刘淑静. 正常金属/自旋三重态p波超导体结隧道谱的奇异性. 物理学报, 2006, 55(2): 834-838. doi: 10.7498/aps.55.834
[12]	殷春浩, 焦杨, 宋宁, 茹瑞鹏, 杨柳, 张雷. 掺入Mg2+对CsNiCl3晶体的基态能级、零场分裂参量及Jahn-Teller效应的影响. 物理学报, 2006, 55(10): 5471-5478. doi: 10.7498/aps.55.5471
[13]	殷春浩, 焦杨, 张雷, 宋宁, 茹瑞鹏, 杨柳. CsNiCl3晶体的光谱精细结构、零场分裂参量及Jahn-Teller效应. 物理学报, 2006, 55(11): 6047-6054. doi: 10.7498/aps.55.6047
[14]	谢林华, 丘岷. MgF2:Mn2+光谱、超精细常数和局部结构的关联. 物理学报, 2005, 54(12): 5845-5848. doi: 10.7498/aps.54.5845
[15]	董会宁, 吴晓轩, 邬劭轶, 郑文琛. ZnO晶体中Mn2+与Fe3+杂质中心的缺陷结构研究. 物理学报, 2002, 51(3): 616-619. doi: 10.7498/aps.51.616
[16]	姚春梅, 郭光灿. 压缩相干态腔场的类自旋GHZ态的制备. 物理学报, 2001, 50(1): 59-62. doi: 10.7498/aps.50.59
[17]	杜懋陆, 李兆民, 谌家军. d~3络合物零场分裂的双自旋-轨道耦合参数模型. 物理学报, 1995, 44(10): 1607-1614. doi: 10.7498/aps.44.1607
[18]	周一阳. 自旋三重态对3d~4/3d~6离子零场分裂参量的影响. 物理学报, 1995, 44(1): 122-127. doi: 10.7498/aps.44.122
[19]	厉彦民, 章立源. 三重态双极化子的超导A相与B相. 物理学报, 1986, 35(12): 1616-1623. doi: 10.7498/aps.35.1616
[20]	楼祺洪, 黄武汉. 自旋—自旋相互作用对红宝石基态零场分裂的贡献. 物理学报, 1965, 21(12): 1962-1967. doi: 10.7498/aps.21.1962

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物理学报. 2003, 52(9): 2280-2283.

doi: 10.7498/aps.52.2280.

GeFe2O4晶体的基态能级和零场分裂参量

1. 中国矿业大学理学院，徐州 221008

基金项目: 国家教育部留学基金资助的课题.

收稿日期: 2002-11-08
修回日期: 2003-01-16
刊出日期: 2003-09-20

摘要: GeFe2O4是一种单晶化合物，考虑到由3个〈111〉方向之一的一个轴，从一个中心位置到另一个中心位置之间，以Fe2+离子为中心离子和O2-为配体构成了三角（C 3v）对称体系.利用不可约张量理论，建立了3d4/3d6离子三角（C3 v）对称的晶体场和自旋相互作用哈密顿矩阵，因此，由完全对角化的晶体场和自旋-轨道相互作用哈密顿矩阵和电子顺磁共振理论公式求出单晶GeFe2O4中Fe2+离子的电子顺磁共振零场分裂参量D和F-a.并研究了自旋三重态对电子顺磁共振（EPR）零场分裂的贡献.结果显示自旋三重态对基态零场分裂的贡献是较强的，理论计算结果与实验值相符.

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