应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋轨道相互作用、自旋自旋相互作用、自旋轨道相互作用和其它轨道其它轨道相互作用4种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵。研究表明LiNbO3Ni2+晶体中存在扬特勒（Jahn-Teller）效应；自旋轨道相互作用对晶体光谱和零场分裂参量的贡献是最主要的，考虑其他3种微观磁效应后计算值更加接近实验值。
光谱学 LiNbO3Ni2+晶体 微观磁效应 零场分裂参量 光谱精细结构 扬特勒效应
应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵.利用该矩阵，计算了V3+∶α-Al2O3和Ni2+∶α-Al2O3晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量，研究了掺入两种互补态离子Ni2+和V3+对同种晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量的影响，理论计算值和实验值相符.研究发现：掺杂没有改变晶体的光谱精细结构和能级分裂条数，但改变了能级间距；掺杂也没有改变晶体的对称性，但使晶体局域结构发生了一定程度的畸变； Ni2+∶α-Al2O3晶体局域结构的伸长畸变量大于V3+∶α-Al2O3晶体，键角的变化量小于V3+∶α-Al2O3晶体.
掺杂 零场分裂 晶体局域结构 Doping α-Al2O3 α-Al2O3 Zero-field splitting Local structure
运用不可约张量算法和群理论构造了C3V对称晶场中3d5组态离子的252阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵。用此矩阵计算了Al2O3∶Fe3+晶体的光谱精细结构、零场分裂参量(D,a-F)、晶体结构, 其理论计算值与实验值相符合, 并研究了自旋四重态、自旋二重态分别对基态能级的影响, 证明了自旋四重态对基态能级的贡献是主要的, 自旋二重态对基态能级的贡献虽很小, 但却是不可忽略的。进一步研究了SO耦合作用、SS耦合作用对Al2O3：Fe3+晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响, 结果发现SO耦合作用是最主要的, SS耦合作用也是不可忽略的。
光学材料 哈密顿量矩阵 精细结构 零场分裂 晶体结构 自旋-自旋(SS)耦合
应用不可约张量理论构造了三角对称晶场中3d2/3d8态离子的45阶可完全对角化的微扰哈密顿矩阵,研究了CsNiCl3单晶掺入CsMgCl3晶体后光谱精细结构、晶体结构、零场分裂参量、Jahn-Teller效应以及自旋单重态对Ni2+离子基态能级的影响,理论与实验相符合.研究了自旋-自旋耦合作用和Trees修正对Ni2+:CsMgCl3晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现有五种机理会影响零场分裂参量:(1)自旋-轨道耦合机理;(2)自旋-自旋耦合机理;(3)自旋-轨道与自旋-自旋联合耦合机理;(4)自旋-轨道与Trees修正联合耦合机理,(5)自旋-自旋作用与Trees联合耦合机理.其中自旋-轨道耦合机理是最主要的,其它几种机理也是不可忽略的.
基态能级 精细结构 零场分裂 自旋-自旋耦合
构造了3d3/3d7离子在三角对称晶场中考虑自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用的120阶微扰哈密顿矩阵.利用完全对角化该矩阵的方法计算了Cr3+:MgAl2O4晶体的基态能级、零场分裂参量,理论计算值与实验值相符合.定量研究了自旋二重态对基态能级的贡献,证明该贡献是不可忽略的.定量研究了自旋-轨道相互作用自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用对Cr3+:MgAl2O4晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道和自旋-自旋相互作用对基态能级和零场分裂参量的影响的程度和方式是不同的,自旋-其它轨道相互作用的影响也是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在Cr3+:MgAl2O4晶体中Jahn-Teller效应的存在,解释了该晶体的光谱精细结构的成因.
分子光谱学 基态能级 晶体场理论 精细结构 零场分裂 Jahn-Teller效应
应用不可约张量法和群的理论构造了三角对称晶场中3d3/3d7态离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵。矩阵中考虑了自旋轨道相互作用,自旋自旋相互作用和自旋其他轨道相互作用,利用该矩阵计算了YAG∶Cr3+晶体的基态能级、零场分裂参量,研究了自旋二重态对基态能级的贡献,理论计算值与实验值相符合,证明二重态对基态的贡献是不可忽略的。在此基础上,进一步研究了自旋轨道相互作用、自旋自旋相互作用和自旋其他轨道相互作用对YAG∶Cr3+晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋自旋和自旋其他轨道相互作用对YAG晶体基态光谱精细结构和零场分裂参量的影响都是不可忽略的。通过理论计算值和实验值的比较,证实了在YAG∶Cr3+晶体光谱中扬特勒效应的存在。
光谱学 基态能级 晶体场理论 零场分裂 扬特勒效应
1 中国矿业大学理学院，徐州 221008
2 徐州师范大学物理系，徐州 221009
应用不可约张量方法和群的理论构造了三角对称晶场中考虑自旋－轨道相互作用，自旋－自旋相互作用和自旋－其它轨道相互作用的3d3／3d7态离子的可完全对角化的120阶微扰哈密顿矩阵．利用该矩阵计算了绿宝石晶体的基态能级、零场分裂参量，研究了自旋二重态对基态能级的贡献．理论计算值与实验值相符合，证明二重态对基态的贡献是不可忽略的．在此基础上，进一步研究了自旋－自旋相互作用、自旋－其它轨道相互作用和自旋－轨道相互作用对绿宝石晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响，发现自旋－自旋和自旋－其它轨道相互作用对绿宝石晶体基态能级和零场分裂参量的影响都是不可忽略的．从而通过理论计算值和实验值的比较，证实了在绿宝石晶体中Jahn－Teller效应的存在，它能够对光谱精细结构的分裂提出一些更加合理的解释．
基态能级 精细结构 自旋－轨道相互作用 零场分裂 自旋－自旋相互作用 自旋－其它轨道相互作用 Ground-state energy levels Fine structures Spin-orbit interaction Zero-field splitting Spin-spin interaction Spin-other-orbit interaction
研究了过渡金属络合物ZnSiF66H2O∶Fe2+晶体光谱结构的杨特勒效应和电子顺磁共振g因子。由单晶的中子衍射方法得到ZnSiF66H2O∶Fe2+的晶体结构,这种结构可以用SiF2-6和Zn(H2O)++∶Fe2+两个离子来描述。而局域三角对称的Zn(H2O)++∶Fe2+离子反映了这种晶体的主要光谱性质。利用不可约张量的理论构成了晶体场和自旋轨道相互作用哈密顿矩阵和电子顺磁共振理论公式,求出了晶体ZnSiF66H2O∶Fe2+中Fe2+离子的电子顺磁共振零场分裂参量(D,F-a)及g因子,并研究了低自旋3L态对电子顺磁共振零场分裂参量的贡献是不能忽略的,而对g因子的贡献是非常小的,并理论计算了它的晶体结构,证实了杨特勒效应的存在,理论计算的结果与实验值是相符的。
材料 晶体场 哈密顿量 低自旋态 零场分裂
由单晶的中子衍射方法得到FeSiF66H2O的晶体结构,这种晶体结构可以用SiF6-和Fe(H2O)++两个离子来描述,而局域三角对称的Fe(H2O)++离子反映了这种晶体的主要光谱性质.利用不可约张量的理论,构成了晶体场和自旋轨道相互作用哈密顿完全对角化矩阵.因此,由完全对角化的晶体场和自旋轨道相互作用哈密顿矩阵和电子顺磁共振的理论公式来求出晶体FeSiF66H2O中Fe2+离子的电子顺磁共振零场分裂参量D和F-a.并研究了低自旋3L态对电子顺磁共振(EPR)零场分裂参量的贡献.结果显示低自旋3L态对电子顺磁共振的零场分裂参量的贡献是较强的.理论计算的结果与实验值是相符的.
哈密顿参量 晶体场 低自旋态 零场分裂
1 中国矿业大学理学院,中国,江苏,徐州,221008
2 徐州师范大学物理系,中国,江苏,徐州,221009
由不可约张量理论构成一个 3d4/ 3d6离子三角 (C3V)对称的晶体场和自旋 轨道相互作用哈密顿矩阵 ,由这个晶体场和自旋 轨道相互作用哈密顿矩阵被完全对角化后能够求出MnFe2O4晶体中的Fe2 +离子的电子顺磁共振零场分裂参量D和F -a ,计算了低自旋态 ( 3 L态 )对电子顺磁共振零场分裂参量 (D ,F-a)的贡献。结果显示低自旋3 L态对电子顺磁共振的零场分裂参量的贡献是较强的。理论计算的结果与实验值是相符的
哈密顿量 晶体场 低自旋态 高自旋态 零场分裂 自旋-轨道相互作用 Hamiltonian parameter Crystal field Low spin state High spin state Zero field splitting Spin orbit interaction 原子与分子物理学报
2003, 20(2): 243
