稀土三元金屬間化合物的晶場效應研究.pdf

1、稀土元素特殊的外電子層結構使稀土化合物呈現出諸如近藤效應、晶場效應(CEF)、RKKY(Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida)相互作用、重電子效應等與4f電子相關的特性。晶場理論表明:稀土離子的磁各向異性主要是來自晶體場的影響。在晶場作用下,稀土離子的基態(tài)波函數簡并消除或部分消除,并對系統(tǒng)的電阻率、磁化率和比熱等性質產生影響。本研究通過計算不同對稱性晶場影響下稀土離子的基態(tài)分裂進一步解釋稀土化合物的磁性,將有助于

2、進一步了解稀土化合物的磁結構和物理特性,在材料物性研究和應用方面能起到積極的指導作用。
　　 本研究使用點電荷模型,在晶場理論和分子場理論的基礎上,采用參數擬合方法,對正交晶系的稀土三元金屬間化合物Ce3Rh2Ga2和Ce3Rh2Ge2,CeRh3Si2和CeaRh3Si2、ReRhZn(Re=Ce、Pr、Nd),以及六角晶系的稀土三元金屬間化合物CcCuIn和PrCuIn等的磁化率倒數—韞度曲線進行了模擬,并分析和討論了在不同

3、對稱性晶場影響下稀土離子的基態(tài)分裂,得到了分裂能和波函數,其中,模擬曲線與實驗曲線吻合的較好。
　　 研究結果表明:在晶場效應的影響下,稀土離子多重基態(tài)分裂后得到的是相同J不同m的波函數的線性組合,Kramers離子ce3+(J=5/2)六重簡并基態(tài)2F5/2分裂為3個雙基態(tài),且不再是純的雙基態(tài),而是混合的雙基態(tài)。這與當稀土元素具有奇數個f電子時,必定擁有雙重基態(tài)的Kramers定理是一致的。非Kramers離子pr3+(J=4