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三角对称晶场中~6S(3d^5)态离子零场分裂参量的微观起源
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作者 杨子元 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期647-656,共10页
基于完全对角化方法(complete diagonalization method,CDM),研究了6S(3d5)态离子在三角晶场(包括C3v,D3,D3d点群对称晶场)中零场分裂(zero-field splitting,ZFS)参量D和(a-F)的微观起源.研究中除了考虑研究者通常考虑的SO(spin-orbit)... 基于完全对角化方法(complete diagonalization method,CDM),研究了6S(3d5)态离子在三角晶场(包括C3v,D3,D3d点群对称晶场)中零场分裂(zero-field splitting,ZFS)参量D和(a-F)的微观起源.研究中除了考虑研究者通常考虑的SO(spin-orbit)磁相互作用外,同时考虑了SS(spin-spin),SOO(spin-other-orbit),OO(orbit-orbit)磁相互作用.研究表明:在三角对称晶场中,6S(3d5)态离子的ZFS参量在所选晶场的大多部分区域主要起源于SO机理,但SS机理、SOO机理、OO机理对ZFS参量的贡献不能被忽略.此外研究表明:ZFS参量D和(a-F)主要来自纯自旋四重态及自旋二重态与自旋四重态联合作用的贡献,纯自旋二重态对ZFS参量D和(a-F)的贡献为零.我们发现二阶ZFS参量D与四阶ZFS参量(a-F)有不同的微观起源.二阶ZFS参量D主要来自自旋四重态的贡献,而四阶ZFS参量(a-F)主要来自自旋二重态与自旋四重态联合作用的贡献.作为本文理论的应用,研究了掺杂晶体材料Fe3+:Al2O3,理论与实验测量符合很好. 展开更多
关键词 6S(3d5)态离子 零场分裂参量 磁相互作用 完全对角化方法
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立方对称晶场中~6S(3d^5)态离子的磁相互作用及其自旋哈密顿参量的微观起源
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作者 杨子元 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期4512-4520,共9页
基于完全对角化方法(complete diagonalization metho,CDM),研究了6S(3d5)态离子在立方对称晶场中的磁相互作用,分析了自旋哈密顿参量(a,g,Δg)的微观起源.研究中除了考虑研究者通常考虑的SO(spin-orbit)磁相互作用外,同时考虑了SS(spin... 基于完全对角化方法(complete diagonalization metho,CDM),研究了6S(3d5)态离子在立方对称晶场中的磁相互作用,分析了自旋哈密顿参量(a,g,Δg)的微观起源.研究中除了考虑研究者通常考虑的SO(spin-orbit)磁相互作用外,同时考虑了SS(spin-spin),SOO(spin-other-orbit),OO(orbit-orbit)磁相互作用.研究表明:6S(3d5)态离子在立方对称晶场中的自旋哈密顿参量起源于五种机理,即SO机理,SS机理,SOO机理,OO机理以及SO-SS-SOO-OO联合作用机理.文中研究了五种机理的相对重要性,结果表明:SO机理与SO-SS-SOO-OO联合作用机理在五种机理中最为重要.尽管SS,SOO,OO磁相互作用单独作用时对自旋哈密顿参量的贡献很小,但它们的联合作用SO-SS-SOO-OO机理对自旋哈密顿参量的贡献非常可观.此外研究表明:零场分裂参量a主要来自纯自旋四重态及自旋二重态与自旋四重态联合作用的贡献,而Zeeman g(或者Δg)因子主要来自纯自旋四重态的贡献.纯自旋二重态对自旋哈密顿参量a与g(或者Δg)的贡献为零.在我们所选择的晶场区域,发现下列关系始终成立:a>0,a(-|Dq|)<a(|Dq|),g(-Dq)=g(Dq),a(-Dq,-ξd,B,C)=a(Dq,ξd,B,C),Δg(-Dq,-ξd,B,C)=Δg(Dq,ξd,B,C).作为本文理论的应用,研究了四种典型的Mn2+掺杂晶体材料,即Mn2+:KZnF3,Mn2+:RbCdF3,Mn2+:MgO,Mn2+:CaO,理论与实验测量符合很好. 展开更多
关键词 自旋哈密顿参量 6S(3d5)态离子 磁相互作用 完全对角化方法(CDM)
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