锌磷酸盐玻璃掺杂VO2＋吸收光谱和EPR谱研究

摘要：

3 d1离子（如VO2＋，V4＋）是一类非常重要的离子，其掺杂电子顺磁共振谱已有大量的研究，积累了丰富的实验数据。利用3 d1离子在四角压缩八面体对称中EPR参量的高阶微扰公式，计算了锌磷酸盐玻璃晶体中掺杂VO2＋的EPR参量（g因子g‖，g⊥和超精细结构常数 A‖，A⊥）和光吸收谱。由于锌磷酸盐玻璃晶体中掺杂VO2＋中配体O2－的自旋‐轨道耦合参量ζ0p （≈150 cm －1）与中心过渡金属3 d1离子V4＋的ζ0d （≈248 cm －1）相差不太大，故来自配体的自旋‐轨道耦合参量ζ0p 对EPR参量和光吸收谱的贡献必须予以考虑。采用重叠模型建立了杂质中心结构参数与电子顺磁共振（EPR ）参量以及光吸收谱之间的定量关系；通过拟合锌磷酸盐玻璃中V4＋中心的EPR参量和光吸收谱理论与试验符合，获得了杂质中心[VO6]8－基团的局域结构；研究发现，[VO6]8－基团的平行和垂直于 C4轴的键长分别为：R‖≈0.175 nm ，R⊥≈0.197 nm ，即[VO6]8－基团的局域结构为沿 C4轴方向呈压缩的八面体结构；所得EPR参量和光吸收谱的理论值与实验符合很好，并对上述结果的合理性进行了讨论。这说明微扰法可以用来研究材料中掺杂3d1过渡金属离子的EPR参量和光吸收谱。此外，对超精细结构常数（A‖和 A⊥）的研究发现，较大的芯区极化常数κ值说明VO2＋中未配对的s电子对超精细结构常数有较大的贡献。

关键词：电子顺磁共振、重叠模型、双旋-轨耦合参量模型、VO2+

分类号：O737(晶体物理)

资助基金：国家自然科学基金项目11365017，61362019

在线出版日期：2015-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：1808-1811