Локальная структура и параметры электронного парамагнитного резонанса тетрагональных центров Cu²⁺ в натриевофторидных-натриевоборатных стеклах

Теоретически исследованы локальная структура и параметры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) (факторы g_i и константы A_i, i = ||, ⊥) тетрагональных центров Cu²⁺ в натриевофторидных-натриевоборатных стеклах (80Na₂B₄O₇-19NaF-CuO) с использованием теории возмущений высокого порядка для параметров ионов Cu²⁺ в тетрагонально вытянутых октаэдрах. На основе суперпозиционной модели построены соотношения между локальной структурой и параметрами ЭПР. Путем сравнения рассчитанных g-факторов и A-констант с экспериментальными данными для кластера [CuO₆]^10– определены параметры локальной структуры центров Cu²⁺. Рассчитаны длины связей, перпендикулярные и параллельные оси C₄: R_∥ ≈ 2.191 Å и R_⊥ ≈ 1.964 Å. Это обусловлено эффектом искажения Яна–Теллера. Результаты согласуются с экспериментом и демонстрируют точность теоретической модели и применимость эффекта Яна–Теллера для описания структурных характеристик центров Cu²⁺ в данной системе. 

1. K. MacDonald, D. Boyd, Materials, 15, 6247 (2022).

2. M. Bengisu, J. Mater. Sci., 51, 2199–2242 (2016).

3. K. Akhtar, J. A. Baig, T. G. Kazi, Sirajuddin, H. I. Afridi, F. N. Talpur, I. B. Solangi, S. Samaijo, Microchem. J., 174, 107073 (2022).

4. F. Yan, X. Y. Ma, Q. F. Jin, Y. Tong, H. L. Tang, X. Y. Lin, J. Y. Liu, Microchim. Acta, 187, 470 (2020).

5. D. Umamaheswari, B. C. Jamalaiah, T. Sasikala, T. Chengaiah, I. Kim, L. R. Moorthy, J. Lumin., 132, 1166–1170 (2012).

6. J. Dahiya, A. Hooda, A. Agarwal, S. Khasa, Opt. Mater., 134, 113162 (2022).

7. H. Al-Ghamdi, N. A. M. Alsaif, F. Afaneh, A. M. El-Refaey, R. A. Elsad, M. S. Shams, A. S. Abouhaswa, Y. S. Rammah, S. M. Shaaban, Z. Y. Khattari, J. Electron. Mater., 52, 7931–7942 (2023).

8. G. Almisned, Z. Y. Khattari, D. S. Baykal, G. Susoy, G. Kilic, A. Ene, H. O. Tekin, J. Mater. Res. Technol., 27, 7582–7592 (2023).

9. P. G. Prakash, J. L. Rao, J. Mater. Sci., 39, 193–200 (2004). 696-6701

10. B. Srinivas, A. Hameed, G. Ramadevudu, M. N. Chary, M. Shareefuddin, J. Phys. Chem. Solids, 129, 22–30 (2019).

11. C. C. Ding, S. Y. Wu, L. N. Wu, L. J. Zhang, L. Peng, M. H. Wu, B. H. Teng, J. Phys. Chem. Solids, 113, 102–107 (2018).

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

13. B. Kalyani, N. Pujari, A. Edukondalu, P. Krishna, J. C. Babu, C. P. Vardhani, J. Aust. Ceram. Soc., 56, 1147–1154 (2020).

14. B. Narsimha, K. C. Sekhar, M. Shareefuddin, R. Gokarakonda, Mater. Today: Proc., 92, 1154–1161 (2023).

15. H. M. Zhang, W. B. Xiao, J. Alloy. Compd., 745, 586–591 (2018).

16. T. Satyanarayana, C. S. K. A. Hameed, G. Sangeetha, S. Md, ECS J. Solid State Sci., 13, 063006 (2024).

17. L. Liu, Z. Z. Yang, J. Fu, Z. T. Wan, Magn. Res. Chem., 61, 40–48 (2023).

18. X. H. Huang, M. Y. Zhang, F. F. Guo, H. D. Cai, X. L. Zhou, C. D. Feng, Magn. Res. Chem., 62, 732–739 (2024).

19. J. S. Krishna, D. S. Raju, V. V. Krishna, C. L. Raju, J. Phys.: Conf. Ser., 1913, 012013 (2021).

20. K. Biramally, N. Pujari, S. Karidas, M. D. Shareefuddin, D. V. Sreenivasu, C. P. Vardhani, AIP Conf. Proc, 2104, 010001 (2019).

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

22. J. R. Jin, S. Y. Wu, J. Hong, S. N. Liu, M. X. Song, B. H. Teng, M. H. Wu, Philos. Mag, 97, 2858–2870 (2017).

23. J. Z. Lin, B. F. Zhang, P. Xiao, Y. Zhao, Y. F. Zhang, Glass Phys. Chem, 46, 389–395 (2020).

24. Y. D. Li, B. J. Chen, H. M. Zhang, C. D. Feng, J. Lumin., 234, 117973 (2021).

25. S. Y. Wu, Y. X. Hu, X. F. Wang, C. J. Fu, Rad. Eff. Defect S, 165, 298–304 (2010).

26. Y. Mei, W. C. Zheng, L. Zhang, Opt. Mater., 36, 535–538 (2013).

27. X. X. Wu, W. C. Zheng, Acta Phys. Pol. A, 127, 795–798 (2015).

28. E. Clementi, D. L. Raimondi, W. P. Reinhardt, J. Chem. Phys., 47, N 4, 1300–1307 (1967).

29. E. Clementi, D. L. Raimondi, J. Chem. Phys., 38, N 11, 2686–2689 (1963).

30. K. Karlsson, Scr. Mater., 3, 201–205 (1973).

31. C. K. Jørgensen, Absorption Spectra and Chemical Bonding in Complexes, Pergamon, 85–106 (1962).

32. Y. Q. Xu, S. Y. Wu, L. J. Zhang, C. C. Ding, Optik, 127, 9167–9171 (2016).

33. M. Q. Kuang, L. D. Wang, S. K. Duan, J. Phys. Chem. Solids, 111, 41–46 (2017).