Взаимодействие d-электронов магнитного иона с локальными искажениями кристаллической структуры

Abstract

В существующей теории кристаллического поля, используемой при расчете энергетического спектра ионов с незаполненной d-оболочкой, не предусматривается учет влияния этого иона на ближайшее кристаллическое окружение. В предлагаемом обзоре на основе анализа имеющихся литературных данных показано, что необходимо учитывать воздействие магнитного иона на Кристаллическое окружение. Обсуждается экспериментальная методика изучения искажений кристаллической структуры, вызванных внедрением в кристалл магнитной примеси. Проводится анализ существующих экспериментальных результатов по изучению формы комплексов магнитный ион — лиганды; сравниваются измеренные углы искажения комплексов первой координационной сферы с их рассчитанными значениями. Обнаружено, что взаимодействие электронов незаполненной d-оболочки, независимо от симметрии основного состояния, оказывает определяющее влияние на знак и величину искажения кристаллической структуры вблизи магнитного иона. Результаты исследований, рассмотренные в обзоре, и, с одной стороны, позволяют ответить на ряд вопросов, которые ранее не были решены в теории кристаллического поля, с другой стороны, выявляют новые, неизученные области.

В існуючій теорії кристалічного поля, яка використовується при розрахунку енергетичного спектра іонів з незаповненою d-оболонкою, не передбачено облік впливу цього іона на найближче кристалічне оточення. У запронованому огляді на підставі аналізу літературних даних показано, що необхідно врахувати вплив магнітного іона на кристалічне оточення. Обговорюється експериментальна методика вивчення спотворень кристалічної структури, викликаних проникненням в кристал магнітної домішки. Проводиться аналіз існуючих експериментальних результатів по вивченню форми комплексів магнітний іон — ліганди; порівнюються виміряні кути спотворення комплексів першої координаційної сфери з їхніми розрахованими значеннями. Виявлено, що взаємодія злектронів незаповненоі d-оболонки, незалежно від симетрії основного стану, викликає визначальний вплив на знак та величину спотворення кристалічної структури поблизу магнітного іона. Розглянуті в огляді результати досліджень дозволяють, з одного боку, відповісти на ряд питань, котрі раніше не були розв’язані в теорії кристалічного поля, і, з другого боку, виявляють нові, невивчені області.

The existing theory of the crystalline field used for estimates of energy spectrum of ions with the unpopulated d-shell does not consider an influence of this ion on the nearest environment. On the basis of the analysis of the data available in literature it is shown in the present review that it is highly necessary to consider the effect of a magnetic ion on the crystalline environment. The experimental procedure of studying distortions of the crystalline structure due to an addition of magnetic ion to crystal is discussed. The analysis of the experimental results obtained from studies of the form of the magnetic ion — ligands complexes is carried out. A comparison is made between the experimentally observed angles of distortion of complexes of the first coodina-tion sphere and the computed values for these angles. The comparison shows that the interaction of electrons of the unpopulated d-shell, whatever the symmetry of the ground state is, dictates the sign and amount of distortions of the crystalline structure near the magnetic ion. The results of studies considered in the review, on the one hand, permit to answer a number of questions which earlier were not considered and, on the other hand, reveal new fields requiring further studies.