蓝宝石(α-Al_2O_3:Fe^(3+))体系基态分裂与局域晶格畸变的研究  

Study on the ground-state splitting and the local lattice distortion of α-Al_2O_3:Fe^(3+) system

作　　者：武志燕 邝小渝[1] 李辉[1] 毛爱杰[1] 王振华[1] 

机构地区：[1]四川大学原子与分子物理研究所,成都610065

出　　处：《物理学报》2014年第1期300-306,共7页Acta Physica Sinica

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金(批准号:11104190);国家自然科学基金(批准号:11274235);高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20100181110086;20110181120112)资助的课题~~

摘　　要：2002年Scholz和Buzaré对蓝宝石晶体中Fe3+离子的基态分裂重新进行了EPR实验测量和研究,他们的初步分析表明在蓝宝石晶体中Fe3+离子的6A1基态分裂有可能同时与两个方向的畸变角(θ和φ)有关.本文采用对角化d5组态在C3点群对称下的252×252完全能量矩阵的方法,对蓝宝石晶体中Fe3+离子的光谱和EPR谱进行了系统的研究.计算结果表明蓝宝石体系中Fe3+离子的6A1基态分裂确实将明显依赖于两个方向的畸变角θ和φ,这一理论结果与Scholz和Buzaré等的实验相符合.同时,通过拟合Fe3+离子在蓝宝石体系中的实验光谱和EPR参量,确定了蓝宝石晶体中(FeO6)9团簇局域晶格畸变角θi的范围.Electron paramagnetic resonance（EPR） spectra for Fe^3＋in sapphire were measured and studied by Scholz and Buzaré in 2002.Their analysis shows that the ground-state splitting for Fe^3＋in sapphire may be associated with two distortion angles θ and φ.By diagonalizing 252×252 complete energy matrix for the d5confguration ion in C3 symmetry ligand-feld,in this paper a systematic investigation about the ground-state splitting for Fe^3＋in sapphire is given.Our results indicate that the6A1 ground-state splitting are sensitively dependent on the local lattice distortion along the two directions,respectively,which supports the Scholz and Buzaré＇s opinion.Meanwhile,by simulating the optical spectra and the EPR spectra for Fe^3＋in sapphire,the local lattice distortion parameter θi can be obtained.

关 键 词：αAl2O3 Fe3+体系 6A1基态分裂 局域晶格畸变 电子顺磁共振谱 

分 类 号：O74[理学—晶体学]