Димерная Самоорганизация Примесных Ионов Эрбия В Синтетическом Форстерите

Abstract

The electron paramagnetic resonance spectra of impurity trivalent erbium ions in synthetic forsterite single crystals (Mg_2SiO_4) have been studied by the electron paramagnetic resonance method in the X and Q frequency bands. It is found that erbium ions predominantly substitute for magnesium ions in crystallographic position M1 that is characterized by the inversion symmetry of the crystal field. In this case, a pronounced effect of dimer self-organization of erbium ions during the crystal growth takes place; the effect is manifested in the fact that the concentration of erbium dimer associates consisting of two closely spaced ions bound by the spin– spin interaction is several orders of magnitude higher than the concentration of dimer associates that form randomly at a statistical distribution of impurity ions in the forsterite crystal lattice. The directions of the main magnetic axes and the parameters of the effective spin Hamiltonian describing the magnetic characteristics of impurity erbium centers have been determined.

Ян-теллеровские центры Cr-=SUP=-2+-=/SUP=- в кристалле CdSe

“…Расчет спектроскопических параметров производился с использованием спинового гамильтониана следующего вида [8]. Используя полученные параметры, мы построили расчетные угловые и частотно-полевые зависимости спектров ЭПР, которые на рис.…”

Одиночные Центры И Димеры Примесных Ионов Гольмия В Кристаллах Синтетического Форстерита: Спектроскопия Высокого Разрешения

“…Вследствие кулоновского отталкивания ионов Mg 2+ в цепочке [16] все полиэдры в Mg 2 SiO 4 искажены. При легировании форстерита редкими землями трехвалентные примесные РЗ ионы замещают двухвалентные ионы магния [10][11][12][13][14]. Подобное гетеровалентное замещение возможно при наличии компенсатора избыточного катионного заряда.…”

“…РЗ ион может быть локализован в магниевой позиции (одиночный центр) или образовывать димерный центр из двух РЗ ионов и магниевой вакансии. Концентрация димеров превышает на несколько порядков уровень, определенный при условии статистического распределения примесных РЗ ионов по узлам кристаллической решетки [10][11][12][13][14]. Этот результат подтверждается компьютерным моделированием кластерных центров иттербия в Mg 2 SiO 4 методом межатомных потенциалов [10].…”

“…Еще одна особенность РЗ центров в форстерите может оказаться благоприятной для увеличения времени когерентности. А именно для кристаллов форстерита Mg 2 SiO 4 , легированных ионами Ho 3+ [11,12], Tb 3+ [13], Yb 3+ [10], Er 3+ [14], методом электронного парамагнитного резо-нанса (ЭПР) обнаружена высокая степень самоорганизации трехвалентных РЗ ионов в димеры. При этом известно, что реализовать большое время сохранения когерентности возможно с использованием димеров РЗ ионов в сложных молекулярных системах [4].…”