ЭПР ионов Eu2+ и Gd3+ в неупорядоченных кислородосодержащих твердых телах

• Автор: Чугунов, Леонид Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Рига
• Количество страниц: 162 c. : ил

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
2.1. Спектры ЭПР ионов Еи2+и бсі^в стеклах
2.2. Спектры ЭПР ионов Ей и в других неупорядоченных твердых телах
2.3. Резюме
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАЗЦЫ
3.1. Выбор частотного диапазона измерений
3.2. Способ измерения сигналов поглощения
3.3. Схема тракта СВЧ спектрометра ЭПР
3.4. Характеристика образцов
3.5. Резюме
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
4.1. Спектры ЭПР бс! в оксидных стеклах
4.2. Спектры ЭПР &с{ в кристаллах иттрий-алюминиевого граната
4.3. Спектры ЭПР бс!3+в порошках фосфоразотистых
соединений

4.4. Спектры ЭПР Ей 'в оксидных стеклах
4.5. Резюме
5. ОБСУЖДЕНИЕ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Парамагнитные центры, образуемые редкоземельными 3 - ионами в неупорядоченных
твердых телах

5.2. Относительная величина полей лигандов, действующих на редкоземельные S
в различных неупорядоченных матрицах
5.3. Оценка величины параметров тонкой структуры Еиг+и Gd3 в неупорядоченных кислородосодержащих твердых телах
5.4. Параметры ближайшего окружения ионов
Г £'+ /-_]3+
Ьи и öd в неупорядоченных кислородосодержащих системах
5.5. Резюме
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
7. ЛИТЕРАТУРА

I. ВВЕДЕНИЕ.'
Твердотельные неупорядоченные матрицы, активированные ионами редкоземельных элементов, в частности стекла, находят все возрастающее число различных технических применений. Так они используются в качестве лазерных сред, люминофоров, приемников и преобразователей излучения. В этой связи особую актуальность приобретают исследования проблемы неэквивалентности оптических центров активатора. Причина возникновения такой неэквивалентности центров заключается в неупорядоченности окружения ионов активатора, которая может быть обусловлена композиционной (конфигурационной) или общей структурной неупорядоченностью системы. Изучение неэквивалентности оптических центров было начато еще в работах Феофилова, где исследовалось неоднородное уширение спектров редкоземельных ионов как в системах с конфигурационной неупорядоченностью /I - 3/, так и в стеклах /4 - 6/.
В настоящее время для исследования неоднородно-уширенных спектров активатора в неупорядоченных матрицах успешно применяются такие мощные оптические методы, как монохроматическое лазерное возбуждение, временная селекция затухания спектров люминесценции (хроноспектроскопия), лазерно-поляриметрическая и магнетооптическая спектроскопия, которые позволяют наблюдать неразрешенную в обычных оптических экспериментах штарковскую структуру и таким образом извлекать информацию о строении оптических центров и коллективных микропроцессах, протекающих в активированной среде /7 - 10/.
В то же время сравнительно мало исследований, посвящен-

вующих различным переходам между энергетическими уровнями
иона и вероятностей этих переходов для произвольных ориен-

таций локальных осей парамагнитного центра относительно внешнего магнитного поля. Этот расчет проводился в несколько этапов. Вначале при фиксированных значениях параметров спин-гамильтониана , 6^ полярного 0 и азимутального Ф углов путем численной диагонализации матрицы спин-гамильтониана определялись собственные значения гамильтониана в зависимости от величины магнитного поля. Затем проводилось сравнение энергии фотона, зависящей от частоты измерения, с расстояниями между энергетическими уровнями, В случае совпадения этих величин определялось соответствующее резонансное поле и с помощью собственных векторов вычислялась вероятность перехода. Суммируя полученные таким образом резонансные поля с учетом их статистических весов, задаваемых вероятностями переходов, при различных полярных и азимутальных углах 0 , Ф и гауссовом распределении параметров
Ь°г ) Ь можно синтезировать спектр поглощения ЭПР, который затем для удобства сравнения с экспериментальным спектром необходимо продифференцировать.
С помощью описанной методики, в работе был синтезирован спектр ЭПР в А-цеолите подвергнутом ионому обмену в растворе Ни (0Н)2 и дегидратированном при 650 К. Спектры ЭПР таких образцов содержат сигналы с д с: 6,95, д ~ 4,86 и д с; 3,02, которые наложены на широкое фоновое поглощение. При синтезе указанного спектра авторы исходили из предположения, что наблюдаемые в нем сигналы связаны с двумя различными структурными положениями иона европия. Так сигнал с д ос 6,95 моделиро-