Оптические спектры и параметры электронного парамагнитного резонанса ионов Cu²⁺ в кристалле LiNbO₃

Исследованы положения полос оптического спектра, параметры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) — g-факторы (g_x, g_y, g_z) и константы сверхтонкой структуры (A_x, A_y, A_z) — для ионов Cu²⁺ в легированном кристалле LiNbO₃ с использованием формул для параметров ЭПР
3d⁹-иона в ромбически вытянутых октаэдрах на основе кластерного подхода. Предполагалось, что ион Cu²⁺ заменит основной Li+ в решетке с отличающимся от исходного Li+ локальным окружением из-за несоответствия размеров и эффекта Яна–Теллера. Для связи Cu-O имеет место удлинение δz (~0.0611 Å) вдоль оси z и дополнительное изменение δr (~0.0861 Å) в плоскости осей x и y. Получена волновая функция основного состояния центра Cu²⁺ в LiNbO₃.

1. T. P. J. Han, F. Jaque, Opt. Mater., 29, 1041-1043 (2007).

2. Ch. H. Kwak, G. Y. Kim, B. Javidi, Opt. Commun., 437, 95-103 (2019).

3. L. Zhu, D. Zheng, S. Saeed, S. Wang, H. Liu, Y. Kong, S. Liu, S. Chen, L. T. Zhang, J. D. Xu, Crystals, 8, 322, 1-8 (2018).

4. T. Tian, Y. F. Kong, S. G. Liu, W. Li, L. Wu, S. L. Chen, J. J. Xu, Opt. Lett., 37, 2679-2681 (2012).

5. L. Dai, Y. Shao, C. R. Liu, R. R. Chen, X. B. Han, S. X. Yang, Opt. Mater., 95, 109193 (2019).

6. A. V. Yatsenko, S. M. Kostritskii, Tech. Phys., 65, 622-626 (2020).

7. C. Xu, L. Xu, X. Leng, Y. Xu, C. Yang, Cryst. Res. Tech., 47, 19-24 (2012).

8. N. V. Sidorov, M. N. Palatnikov, N. A. Teplyakova, R. A. Titov, K. Bormanis, Integr. Ferroelectr., 196, 39-42 (2019).

9. H. N. Dong, P. Li, Spectrochim. Acta A, 76, 33-36 (2010).

10. R. Kripal, S. D. Pandey, Physica B, 444, 14-20 (2014).

11. H. N. Dong, X. S. Liu, Mol. Phys., 113, 492-496 (2015).

12. M. Fidan, F. Semerci, E. Sahin, O. Z. Yesilel, R. Tapramaz, Y. Sahin, Spectrochim. Acta A, 110, 437-442 (2013).

13. H. M. Zhang, W. B. Xiao, X. Wan, Physica B, 449, 225-228 (2014).

14. R. Kripal, S. Shukla, Phys. Scr., 83, 035702, 1-6 (2011).

15. A. K. Yetrosyan, R. M. Khaghatryan, E. G. Sharoya, Phys. Status Solidi b, 122, 725-734 (1984).

16. M. Q. Kuang, S. Y. Wu, H. M. Zhang, Optik, 123, 1601-1604 (2012).

17. H. M. Zhang, W. B. Xiao, J. Alloys Compd., 745, 586-591 (2018).

18. A. M. Glass, J. Chem. Phys., 50, 1501-1510 (1969).

19. L. Sun, J. Guo, R. Zhang, E. Cao, Y. Zhang, W. Hao, L. Ju, J. Magn. Magn. Mater., 449, 545-551 (2018).

20. K. Mukai, T. D. Inoue, Y. Kato, S. Shirai, ACS Omega, 2, 864-872 (2017).

21. C. Wu, J. Zhong, J. Xie, D. Wang, Y. Shi, Q. Chen, H. Yan, J. Zhu, Appl. Surf. Sci., 484, 112-123 (2019).

22. H. M. Zhang, S. Y. Wu, M. Q. Kuang, Z. H. Zhang, J. Phys. Chem. Solids, 73, 846-850 (2012).

23. A. S. Chakravarty, Introduction to the Magnetic Properties of Solids, Wiley Interscience Publ., New York (1980).

24. K. Küçük, Y. Çelik, R. Sahin, B. Karabulut, Ö. Andaç, N. Dege, Chem. Phys. Lett., 592, 59-63 (2014).

25. E. Borkurt, I. Kartal, B. Karabulet, I. Ucar, Spectrochim. Acta A, 71, 794-797 (2008).

26. H. M. Zhang, B. J. Chen, C. D. Feng, W. B. Xiao, Appl. Magn. Res., 50, 1205-1217 (2019).

27. B. R. McGarvey, J. Phys. Chem., 71, 51-66 (1967).

28. H. N. Dong, S. Y. Wu, P. Li, Phys. Status Solidi b, 241, 1935-1938 (2004).

29. S. Y. Wu, X. Y. Gao, H. N. Dong, J. Magn. Magn. Mater., 301, 67-73 (2006).

30. J. S. Griffith, The Theory of Transition-Metal Ions, Cambridge University Press, London (1964).

31. D. J. Newman, B. Ng, Rep. Prog. Phys., 52, 699-762 (1989).

32. H. M. Zhang, J. H. Duan, W. B. Xiao, X. Wan, J. Non-Cryst. Solids, 425, 173-175 (2015).

33. C. C. Ding, X. H. Chu, L. Jia, X. Wang, Y. Li, Z. Q. Wang, J. Fu, J. Non-Cryst. Solids, 532, 119896 (2020).

34. C. Rudowicz, Y. Y. Zhou, J. Magn. Magn. Mater., 111, 153-163 (1992).

35. H. N. Dong, Z. Naturforschung A, 60, 615-618 (2005).

36. H. M. Zhang, J. Magn. Magn. Mater., 389, 176-179 (2015).

37. Y. X. Hu, S. Y. Wu, X. F. Wang, Philos. Mag., 90, 1391-1400 (2010).

38. S. Y. Wu, H. M. Zhang, P. Xu, S. X. Zhang, Spectrochim. Acta A, 75, 230-234 (2010).

39. K. H. Karlsson, T. Perander, Chem. Scr., 3, 201-205 (1973).

40. C. K. Jorgensen, Absorption Spectra and Chemical Bonding in Complexes, 2nd ed., Pergamon Press, Oxford (1964).

41. E. Clementi, D. L. Raimondi, J. Chem. Phys., 38, 2686-2689 (1963).

42. E. Clementi, D. L. Raimondi, W. P. Reinhardt, J. Chem. Phys., 47, 1300-1307 (1967).

43. E. Bozkurt, B. Karabulut, İ. Kartal, Y. S. Bozkurt, Chem. Phys. Lett., 477, 65-69 (2009).

44. I. Uçar, Spectrochim. Acta A, 72, 399-406 (2009).

45. I. Uçar, B. Karabulut, A. Bulut, O. Büyükgüngör, Spectrochim. Acta A, 71, 1239-1245 (2008).

46. H. M. Zhang, W. B. Xiao, X. Wan, Radiat. Ef. Defects Solids, 169, 603-609 (2014).

47. C. C. Ding, S. Y. Wu, Q. S. Zhu, Z. H. Zhang, B. H. Teng, M. H. Wu, J. Phys. Chem. Sol., 86, 141-147 (2015).

48. H. M. Zhang, C. Yan, Q. S. Zhu, Magn. Res. Chem., 57, 144-148 (2019).

49. C. C. Ding, S. Y. Wu, X. F. Hu, G. L. Li, Y. Q. Xu, J. Alloys Compd., 664, 250-255 (2016).

50. Y. D. Li, B. J. Chen, C. Yan, H. M. Zhang, W. B. Xiao, Radiat. Ef. Defects Solids, 175, 952-960 (2020).