Collapse of f-electron wave function of Tl³⁺ ion in a crystal field

Abstract

Розраховано радiальнi хвильовi функцii iона TI³⁺, впровадженого у кристалiчну гратку KCI. Розрахунок проводився методом Хартри-Фока-Слетера у полi "замороженого" остова, тобто без самоузгодження з хвильовими функцiями внутрiшнiх електронiв. Для урахування впливу поля кристалiчноi решiтки запропоновано нову модель, у якiй крiм електростатичноi взаемодiї з iонами решiтки ураховано також обмiнну взаемодiю. Обмiнна взаємодiя врахована за допомогою апроксимацiї Слетера. У наближеннi даної моделi спостерiгається колапс хвильовоi функцii 5f електрона. Отриманий результат свiдчить на користь спiвставлення однiеi зi смуг поглинання активаторного iона TI³⁺ з переходом 5d¹⁰ ↔ 5d⁹5f.

Рассчитаны радиальные волновые функции иона TI³⁺, внедренного в кристаллическую решетку KCI. Расчет проводился методом Хартри-Фока-Слэтера в поле "замороженного" остова, т.е. без самосогласования с волновыми функциями внутренних электронов. Для учета влияния поля кристаллической решетки была предложена новая модель, в которой кроме электростатического взаимодействия с ионами решетки учтено также обменное взаимодействие. Обменное взаимодействие учтено с помощью поправки Слэтера. В приближении данной модели наблюдается коллапс волновой функции 5f электрона. Полученный результат говорит в пользу сопоставления одной из полос поглощения активаторного иона TI³⁺ с переходом 5d¹⁰ ↔ 5d⁹5f.

The radial wave functions of TI³⁺ ion doped into introduced KCI crystal lattice have been calculated. The calculations were carried out by a Hartree-Fock-Slater method in the field of the "frozen" frame, i.e. without self-consistency with the wave functions of internal electrons. А new model taking into account the crystal lattice field influence has been proposed. In this model, the exchange interaction is taken into account in addition to electrostatic interaction with the lattice ions. The exchange interaction is taken into account using the Slater correction. In the approach of the present model, the 5f-electron wave function collapse of TI³⁺ ion is observed. The result obtained testifies to assumption that one of TI³⁺ ion absorption bands is attributed to 5d¹⁰ ↔ 5d⁹5f transition.