Магнитные состояния лантаноидов и марганца в соединениях A3B5

• Автор: Штельмах, Константин Федорович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 210 с. : ил.

Список сокращений.

ОП - оптическое поглощение

РЗЭ — редкоземельный элемент

СМВ - статическая магнитная восприимчивость

СРР - спин - решеточная релаксация.

ССТВ - суперсверхтонкое взаимодействие, определяемое взаимодействием электронов незаполненной оболочки с ядрами атомов окружения.
ССТС - суперсверхтонкая структура спектра ЭПР; сверхтонкая структура спектра, определяемая взаимодействием электронов незаполненной оболочки с ядрами атомов окружения.

СТВ - сверхтонкое взаимодействие.

СТС - сверхтонкая структура спектра ЭПР ФЛ - фотолюминесценция

ФМ - ферромагнитный, ферромагнетизм; антоним АФМ - антиферромагнитный, антиферромагнетизм.

ЭДП - электродипольные переходы

ЭПР - электронный парамагнитный резонанс.

Список сокращений
Глава 1. Методы исследования
1.1. Общая характеристика методов
1.1.1. Краткое описание часто используемых измерительных систем
1.2. Угловые зависимости спектров ЭПР
1.3. Спин-решеточная релаксация в магнитно разбавленных кристаллах
1.3.1. Спиновая подсистема в поле фононов
1.4. Механизмы спин-решеточного взаимодействия
1.4.1. Прямой процесс
1.4.2. Двухфононные релаксационные процессы
1.4.3. Процесс Орбаха-Аминова
1.4.4. Рамановские релаксационные процессы
1.5. Релаксация через вибронные состояния кристалла
1.5.1. Релаксация через колебательные уровни
1.5.2. Кросс-релаксация
Глава. 2. Электронная структура лантаноидов в фосфиде индия
2.1. Краткий обзор результатов
2.2. ЭПР и парамагнитная релаксация кубического центра иттербия
2.3. ЭПР и парамагнитная релаксация аксиального центра иттербия. Проявления деградации
2.4. Фотолюминесценция иттербия в фосфиде индия
2.5. ЭПР эрбия в фосфиде индия
2.6. ЭПР гадолиния в фосфиде индия
Глава 3. Обменные взаимодействия в 1пР:1л1
3.1. Обменные взаимодействия в кристаллах 1пР:УЬ
3.2. Обменные взаимодействия в 1пР:Еи
3.2.1. Предварительные результаты
З.2.2.. Результаты исследований эффекта Мессбауэра
3.2.3. Результаты магнетохимических исследований
3.2.4. Результаты исследований рентгеновского анализа и оже - спектров
3.2.5. Угловая зависимость ЭПР
3.2.6. Температурные зависимости ЭПР. Параметры обмена европия в 1пР

Глава 4. Состояния марганца в арсениде галлия!
4.1. Литературный обзор
4.2. Характеристика образцов
4.3. ЭПР марганца в арсениде галлия
4.3.1. ЭПР нейтральных центров марганца
4.3.2. Ионизованные состояния марганца
4.3.3. Состояния марганца в полуизолирующих кристаллах ОаАБ
4.3.4.Компенсация образцов р-типа проводимости. Межузельные центры марганца...
Глава 5. Динамика состояний марганца в арсениде галлия
5.1. СРР ионизованного состояния
5.2. Электронная релаксация нейтрального состояния марганца
5.3. Ядерная спин-решеточная релаксация в СаАэМп
5.4. Люминесценция кристаллов ОаАз:Мп
5.5. Оптическое поглощение кристаллов ОаЛз<Мп>. Переходы зона - уровень
Глава 6. Взаимодействия между центрами марганца
6.1. Перезарядка состояний марганца в арсениде галлия
6.2. Обменные взаимодействия в кристаллах ОаАз:Мп
Заключение
Список литературы

Малое значение ширины линии (АЯрр = 12 Гс) по сравнению с шириной линии примесей 3d - элементов может свидетельствовать лишь о малой гибридизации функции f-электронов с зонными состояниями кристалла. Ниже приведен анализ значения ширины линии в предположении её неоднородного уширения за счет гибридизации f- состояний с состояниями валентной зоны. С другой сторони, квадрат амплитуды волновой функции f-состояния на атомах первой координационной сферы (величина, соответствующая степени гибридизации) при малых его значениях может быть получен по значению сдвига g — фактора. Расчет сдвига g - фактора проводился по известной схеме [53,54]:
Дg = Aga + Agk, (2.2.3)
16а 34
где Дga =-^-j=-—a - сдвиг g - фактора, определяемый примешиванием
возбужденного состояния. Здесь параметр смешивания а определяется расстоянием гдо возбужденного состояния АЕ, определяемым спин - орбитальным взаимодействием и матричным элементом а і оператора кристаллического поля Не, определенным на основном и возбужденном состояниях:
а = ~£jL, а, =< Г'|Яг|Г6 >= —S&Ь, + 42Ь6). (2.2.4)

Сдвиг g - фактора Agk, определенный ковалентностью связи равен:
Agk = g - 3gj - Aga = - 3 (2 - gj) (1 - k), (2.2.5)
где ^ = 3,291 - g - фактор иона Yb3+BlnP,gj= 1,141 - фактор Ланде.
При использовании параметров кристаллического поля, определенных из анализа спектра люминесценции: Ь4 = (4.2 ± 0.1) см'1 и Ьб = (2.3 ± 0.1) см'1 (см. ниже), получается величина, практически совпадающая с локализацией f - функции на атомах первой координационной сферы 1 - к = (51 ± 1)-10‘3. Полученное значение действительно отличается на порядок величины от локализации, например, d - электронов на атомах индия в фосфиде индия [55]. Кроме того, она не слишком сильно отличается от аналогичного