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八面体中3d~8离子的自旋哈密顿参量的理论研究

作　者: 丁军涛
导　师: 谢林华
学　校: 四川师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 晶体场和配位场完全对角化电子顺磁共振高阶微扰
分类号: O469
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 2次
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内容摘要

近年来,赵敏光根据电子顺磁共振参量D、E和g因子与晶体结构参数的灵敏的依赖关系,提出了一种方法,可通过光谱和EPR谱测量来确定晶体掺杂后的局部结构参数。这对了解晶体掺杂后的结构信息提供了一种可行的方法。本文在赵敏光所提出的上述理论和方法的基础上,采用强场耦合图像,应用严格的能量矩阵完全对角化方法,得到了D2h对称下晶场中NiSO4 6H2O的局部结构参数。还讨论了谌家军和赵敏光所推导的关于D、E和g的高阶微扰计算公式,并用两种方法得到了D、E和g的值。结果表明:①高阶微扰算出的D、E值误差较大;②完全对角化算出的D、E值与实验有很好的符合。两种方法得到的吸收光谱、顺磁g因子的值都与实验符合的很好。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-5
第一章前言  5-8
第二章基本理论  8-18
  2.1 自由离子理论  8-10
    2.1.1 自由离子波函数  8-9
    2.1.2 Ni~(2+)离子半自洽场径向波函数  9-10
  2.2 晶体场理论  10-12
  2.3 电子顺磁共振理论  12-14
    2.3.1 体系的Hamilton  12
    2.3.2 三种耦合方式  12-13
    2.3.3 自旋哈密顿理论  13-14
  2.4 非简并态微扰公式推导  14-16
  2.5 多电子运算定理  16-18
第三章基本公式及Hamilton 矩阵元的推导  18-48
  3.1 八面体强场基函的推导  18-26
  3.2 晶场势矩阵元  26-35
    3.2.1 C_2对称的晶场势形式  27-28
    3.2.2 C_2对称场中单电子晶场矩阵元  28-32
    3.2.3 晶场参量的具体表现形式  32-34
    3.2.4 D_(2h)对称强场基函下的单电子晶场矩阵元  34-35
  3.3 库仑静电相互作用  35-38
  3.4 自旋-轨道耦合相互作用矩阵元  38-43
  3.5 Zeeman 磁相互作用矩阵元  43
  3.6 Trees 修正和Racah 修正  43-45
    3.6.1 Trees 修正  43-44
    3.6.2 Racah 修正  44-45
  3.7 全部哈密顿矩阵元  45
  3.8 零场分裂参量D、E 及g 因子的计算公式  45-48
第四章应用  48-52
  4.1 计算和结果  48-51
  4.2 讨论  51-52
参考文献  52-56
附录：详细的理论计算值  56-67
致谢  67-68
在校期间的研究成果  68

八面体中3d~8离子的自旋哈密顿参量的理论研究

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