掺杂晶体材料ZnGa2O4：Fe3+局域结构畸变及其微观自旋哈密顿参量研究

摘要：

基于Newman的晶场叠模型与微观自旋哈密顿理论,建立了ZnGa2O4：Fe3+晶体材料中磁性离子Fe3+局域结构与其自旋哈密顿(spin-Hamiltonian, SH)参量(包括二阶零场分裂(zero-field splitting, ZFS)参量D,四阶ZFS参量(a-F ), Zeeman g因子： g//, g⊥,?g(= g//-g⊥))之间的定量关系.采用以全组态完全对角化方法为理论背景的CFA/MSH(Crystal Filed Analysis/Microscopic Spin Hamiltonian)研究软件,研究了ZnGa2O4：Fe3+材料中磁性离子Fe3+的SH参量与其局域结构的依赖关系.研究表明：对于ZnGa2O4：Fe3+晶体材料,当磁性离子Fe3+的局域结构畸变参数?R =0.0487 nm,?θ=0.192?时,其基态SH参量理论计算结果与实验测量符合很好,进一步表明Fe3+掺入晶体材料后将引起磁性Fe3+离子局域结构的微小畸变,但其仍然保持D3d点群对称局域结构.在此基础上研究分析了SH参量的微观起源,结果表明：ZnGa2 O4：Fe3+晶体材料的SH参量主要来源于SO(spin-orbit)磁相互作用机理,来自其他磁相互作用机理(包括SS(spin-spin), SOO(spin-other-orbit), OO(orbit-orbit), SO-SS-SOO-OO)的贡献比较小.

关键词：ZnGa2O4:Fe3+、局域结构畸变、自旋哈密顿参量、磁相互作用

分类号：TQ1;TB3

资助基金：陕西省教育厅自然科学专项基金11JK0537资助的课题

在线出版日期：2014-09-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：177501-1-177501-9