Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрагам А. -> "Электронный парамагнитный резонанс. Переходных ионов. Том 2" -> 54

Электронный парамагнитный резонанс. Переходных ионов. Том 2 - Абрагам А.

Абрагам А., Блини Б. Электронный парамагнитный резонанс. Переходных ионов. Том 2 — М.: Мир, 1972. — 351 c.
Скачать (прямая ссылка): elektronniyparamagnitniyrezonans1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 123 >> Следующая


В случае квадрупольных взаимодействий неравенство Pniml^Pnit ^ml будет приводить к конечной величине такого взаимодействия ионов в S-состоянии с наполовину заполненными оболочками типа 3d5 или 4/7, поскольку оно пропорционально величине

,.2 {3mf-/(/+ 1)}<г-з> (17.99)

IUj=-I mI

Такое малое, но отличное от нуля квадрупольное взаймодейст-.вие было обнаружено методом парамагнитного резонанса для иона Eu2+(4f7) в кубическом окружении в кристалле CaF2 [15], а также для свободных атомов Mn и Eu [16].

В предыдущем изложении мы неявно предполагали, что нерелятивистское выражение (17.30) для одноэлектронного гамильтониана является правильным. Однако, как показали Сан-дарс и Бек [2], магнитная часть сверхтонкого взаимодействия записывается точно в виде. (17.98) и при учете релятивистских поправок, которые отбрасывались при выводе (17.30). Поэтому очень трудно отделить релятивистские поправки от поправок, обусловленных использованием волновых функций неограниченного метода Хартри — Фока. Тем не менее при благоприятных обстоятельствах это можно сделать для скалярного члена gs (rj3) (S • I) выражения (17.98). Если этот член обусловлен поляризацией остова, это означает наличие неспаренной спиновой плотности на ядре, что в свою очередь делает возможной аномалию сверхтонкой структуры, наблюдаемую путем сравнения спектров двух изотопов. Скалярный член релятивистского происхождения не обязательно связан с конечной спиновой плотностью на ядре и в таком случае не приводит к аномалии сверхтонкой структуры. Измерение сверхтонкой структуры на атоме европия (4f7, указывает на наличие небольшой изотропной магнитной структуры, но аномалия сверхтонкой структуры для изотопов (151, 153) не отмечается. Поэтому, если отвлечься от вкладов, обусловленных нарушением LS-связи, сверхтонкая структура приписывается в основном релятивистским эффектам [16] (т. 1, гл. 4, § 7). 150 -

часть iii. теоретический обзор

ЛИТЕРАТУРА

1. Penrose R. P., Nature (London), 163, 992 (1949).

2. Sandars P. G. #., Beck /., Proc. Roy. Soc., A289, 97 (1966).

3. Abragam A., Pryce M. Н. L1 Proc. Roy. Soc., А205, 135 (1951), А206, 164, 173 (1951).

4. Watson R. E., Freeman A. /., Hyperfine Interactions, New York, 1967, p. 53.

5. Elliott R. /., Stevens K. W. #., Proc. Roy. Soc., A218, 553 (1953).

6. Fermi E., Segre E., Zs. Phys., 82, 729 (1933); Memorie R. Accad. Ital., 4, 131 (1933).

7. Abragam A., Phys. Rev., 79, 534 (1950).

8. Abragam A., Horowitz /., Pryce M. H. L1 Proc. Roy. Soc., A230, 169 (1955).

9. Sternheimer R. M., Phys. Rev., 84, 244 (1951).

10. -Freeman A. /., Watson R. E., Magnetism, vol. IIA (Eds. G. T. Rado and H. Suhl), New York, 1965, p. 167.

11. Moser С. M.y Hyperfine Interactions, New York, 1967, p. 95.

12. Feher G., Phys. Rev., 114, 1219 (1959).

13. Harvey J. S. M., Proc. Roy. Soc., A285, 581 (1965).

14. Woodgate G. K., Proc. Roy. Soc., A293, 117 (1966).

15. Baker J. M., Williams F. /. B., Proc. Roy. Soc., A267, 283 (1962).

16. Evans L1 Sandars P. G. Woodgate G. K., Proc. Roy. Soc., A289, 114 (1965). ГЛАВА 18

ИОНЫ В СЛАБОМ КРИСТАЛЛИЧЕСКОМ ПОЛЕ (/-ЭЛЕКТРОНЫ)

Теперь мы в состоянии применить математические методы, описанные в предыдущих главах, к определению волновых функций и энергии низколежащих уровней парамагнитных ионов в кристаллическом поле. В этой главе мы рассмотрим случай слабого поля в приложении к 4/-оболочке ионов редкоземельных элементов, оставляя изучение случая промежуточного поля в применении к Зй-оболочке ионов группы железа до гл. 19.

§ 1. Ионы с нечетным числом электронов в слабом кристаллическом поле

По причинам, связанным с требованиями эксперимента, наблюдение парамагнитного резонанса иона зависит от наличия по крайней мере двух уровней энергии, интервал между которыми, выраженный в частотных единицах AEfh при использовании техники микроволновой, а не инфракрасной спектроскопии, не должен превышать, скажем, 5 см-1 (что соответствует длине волны 2 мм).

Это условие соблюдается для ионов с нечетным числом электронов, которые в отсутствие магнитного поля всегда имеют по крайней мере один двукратно вырожденный уровень энергии. Этот уровень может быть расщеплен во внешнем магнитном поле, причем величина расщепления будет лежать в нужных пределах. Ионы с нечетным числом электронов обладают и другими свойствами, например имеют сравнительно большие времена релаксации и относительно узкие лцнии, что делает их 152 -

часть iii. теоретический обзор

особенно удобными для изучения магнитного резонанса. Особое положение занимают ионы, находящиеся в 5-состоянии, поскольку они наименее чувствительны к влиянию кристаллического поля.

Если исключить возникающий в кубическом поле мультиплет Ге, который требует специального рассмотрения, то описание магнитных свойств всех ионов редкоземельных элементов с нечетным числом электронов можно провести по единому образцу. Основной мультиплет (/, L1 S) свободного иона расщепляется в кристаллическом поле на / + 7г крамерсовых дублетов, и резонанс за несколькими исключениями наблюдается только при переходах между состояниями низшего дублета, расщепленного магнитным полем. Чтобы рассчитать это расщепление, или частоту резонанса, необходимо знать волновые функции основного состояния, что цозволит также вычислить магнитный «тензор» gPa, а для иона с ядерным спином — «тензор» сверхтонкого расщепления аРа и константу взаимодействия с электрическим квадрупольным моментом ядра.
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 123 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed