Cu2+(3d9)離子在PbTiO3中的電子順磁共振(EPR)參量的理論研究.pdf

1、3d9離子是一類重要的過渡金屬離子,在很多非線性光學晶體和激光晶體等晶體中都含有3d9離子,向晶體中摻入3d9離子會顯著改變晶體的性能,在生產和理論研究中都引起了科學家們的重視。前人已經對這類離子的電子順磁共振(EPR)參量(g因子和超精細結構常數(shù)A值)進行了大量的理論計算和實驗研究,其中的實驗所得到的數(shù)據能夠有效的解釋摻雜晶體局部結構。然而在理論的計算中,當前大多數(shù)都是采用微擾方法來進行計算EPR參量的,用這一方法來計算摻雜離子的EP

2、R參量是目前用得較多的計算方法。這一計算方法能給出解析表達式,且每一項的物理意義清晰,易于實驗工作者使用,但是存在著微擾項的收斂性難于判定,也不能通過微擾法理論本身去說明微擾公式的精確性的問題。由于EPR參量值對摻雜晶體的局部結構的敏感度較高,這樣由微擾計算得到EPR參量值就勢必會使對摻雜晶體局部結構信息的分析產生一定的誤差。為了使理論分析計算得到的摻雜離子的EPR參量數(shù)據能夠更準確的反應晶體局部結構的信息,本文中依據晶體場理論,采用完

3、全對角化方法來進行計算,用這一方法在擬合的輔助下能夠得到較為滿意并與實驗相符的值。比較而言,完全對角化方法是一種精確的方法,如果將這兩種方法(微擾和完全對角化方法)結合起來,就既能明確其物理意義,又能得到精確結果.
　　 對于鈦酸鉛PbTiO3(PTO):Cu2+的EPR參量的完全對角化計算前人還沒有做過,本文中在Sugano四角場的基礎上并依據晶體場理論計算了在D4h對稱中的晶體場勢能矩陣元和自旋一軌道耦合作用矩陣元,并依據完