Магниторезонансные исследования структуры и кинетики примесных центров Gd3+ в кристаллах BaF2 , CsSrCl3 и Pb5 Ge3 O11

• Автор: Гусева, Валентина Борисовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 129 с. : ил

Содержание:
Введение

Глава 1. Особенности регистрации и обработки спектров ЭПР и ДЭЯР

1.1. Регистрация спектров ЭПР

1.2. Регистрация спектров ДЭЯР

1.3.Расчет спектров и определение параметров спинового гамильтониана

Глава 2. Фазовый переход и особенности ЭПР спектра Оё3+ в германате свинца

2.1. Исследование температурного поведения параметра порядка в германате свинца

1 .Поляризация во внешнем электрическом поле

2.Различия в поведении спонтанной поляризации, определенной из

магниторезонансных и электрических измерений

3.Особенности поведения спонтанной поляризации в широком диапазоне температур и особенности ЭПР спектра в парафазе
2.2 Температурная зависимость времен междублетной релаксации в германате
свинца
1 .Экспериментальное исследование температурного поведения дополнительного сигнала в спектре ЭПР тригонального примесного центра

2.Описание дополнительного сигнала па основе моделей междублетной релаксации
3.Температурная зависимость времени междублетной релаксации и параметров уширения
4.Наблюдение дополнительных сигналов в местах совпадения положений других переходов
5.Условия наблюдения дополнительного сигнала
Глава 3. Параметры порядка в СэвгИз
3.1. Примесный центр 0ё3+-02'
1 .Температурная зависимость ширины линии сигналов центра С<13~ -О2'. ... 56 2.Исследование температурной зависимости параметров порядка на центрах
Ос13+, локально компенсированных ионом кислорода
3.2.Примесный центр Сс13+ с нелокальной компенсацией и примесный центр 0(33+-У8г2~ в первой низкотемпературной фазе
1.Параметр порядка в первой низкотемпературной фазе
2.Параметры термодинамического потенциала для первой
низкотемпературной фазы СвЗгОз
3.Исследование поведения аксиального параметра тонкой структуры Ь2о тетрагонального центра СеРЛУзГ в высокосимметричной фазе
Глава 4. Структура и ориентационная кинетика тригонального примесного центра Ос13+ - П в ВаР
4.1. Структура примесного центра С<33+ - Б" в ВаР
1 .Суперсверхтонкое взаимодействие примесного центра и далеких ядер
ионов фтора
2.Суперсверхтонкое взаимодействие примесного центра с ближайшими ядрами ионов фтора
4.2. Электрополевой эффект и релаксация дипольпых центров Ос13+ - Р" в Ва
4.3. Оценка величины дипольного момента
Заключение
Приложение. Литература. .,

Введение.
Электронный парамагнитный резонанс на протяжении долгого времени остается одним из признанных методов исследования парамагнитных дефектов в широком круге упорядоченных и неупорядоченных соединений, в том числе и внедренных в качестве примеси в диамагнитные кристаллы. К достоинствам метода можно отнести не только возможность определения локальной симметрии (и, как следствие, структуры) примесного центра, но и способность дать информацию о взаимодействии примесного центра с кристаллической решеткой, а также о свойствах самой решетки. Перечисленные особенности обусловили широкое применение электронного парамагнитного резонанса для исследования кристаллов со структурными фазовыми превращениями. Изменения, наблюдаемые в спектре ЭПР примесных центров при фазовых переходах (расщепление сигналов, сдвиги угловых зависимостей, изменения в ширине линий) являются наглядным свидетельством превращений, происходящих в кристалле, и позволяют получить много полезной информации [1-3]. К числу кристаллов со структурными фазовыми переходами принадлежат и германат свинца (РЬ5СезОц), и кристаллы группы перовскита, в частности СзЗгСЛз. Основная цель данной работы состояла в исследовании методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) температурнозависимых характеристик этих материалов (таких как параметры, описывающие спектр ЭПР, параметры порядка, времена релаксации) и объяснении особенностей, наблюдавшихся в их поведении, на основе процессов взаимодействия примесного центра с кристаллической решеткой.
В качестве парамагнитного зонда во всех исследуемых материалах использовался ион 0<131 (основное состояние - ^7/2, спин 8=7/2).
Парамагнитные ионы с основным 8 - состоянием (Мп2т и Ре3 ' из группы железа и редкоземельные ионы Ей2" и Об3+) будучи внедренными в виде небольшого количества примеси в кристаллы, претерпевающие структурный фазовый

работы [28] и с добавлением ненулевого параметра 621. Как видно из рисунка спектр ЭПР вблизи пересечения угловых зависимостей резонансных положений переходов 3<-»4 и 5<-+6 является квазисимметричным для линий, смещенных за счет параметра 621 (см. также рис. 2.2.2). Следовательно, подход [39-41], в соответствии с которым основные сигналы вблизи этого пересечения рассматриваются как сумма спиновых пакетов, создаваемых центрами, находящимися в условиях одинакового локального кристаллического поля, а дополнительный сигнал возникает в результате процессов обмена между такими пакетами, остается в силе. Для получения температурной зависимости времени релаксации между дублетами 3-4 и 5-6 (см. рис.2.2.3), приводящей к усреднению близко расположенных пакетов указанных переходов, проводилась запись спектров тригонального центра Об3+ вблизи совпадения резонансных положений переходов 3<->4 и 5<ь>6 (полярный угол 0о«41°, г 11 Сз) при различных температурах и затем полученные спектры описывались на основе модели обменного сужения, обсуждаемой ниже.
Измерения проводились с помощью спектрометра ЭПР трехсантиметрового диапазона на образцах монокристаллов германата свинца, выращенных на воздухе или в атмосфере азота методом Чохральского из расплава стехиометрического состава с примесью 0.0075+0.05 мольного % Сё20з. Во избежание перекрытия исследуемых переходов с сигналами центров в противоположных доменах перед каждым циклом температурных измерений образцы (вырезанные в виде пластин, перпендикулярно оси С3) монодоменизировались путем нагрева до температуры, превышающей 450К и последующего охлаждения во внешнем электрическом поле 200У/шш. Чтобы избежать эффектов, связанных с появлением сигналов от доменов с противоположной ориентацией спонтанной поляризации (актуальных вблизи фазового перехода), в сильнолегированном образце измерения проводились в плоскости в которой доменное расщепление сигналов отсутствует. При каждой температуре спектр ЭПР регистрировался: в точке