Zjawisko EPR Struktura i własności kryształu LGT Widma EPR Wnioski Elektronowy rezonans paramagnetyczny (EPR) w badaniach kryształu La3Ga5.5Ta0.5O14 (LGT) domieszkowanego wanadem Zjawisko EPR Struktura i własności kryształu LGT Widma EPR Wnioski

S  N Rezonans EPR B Detektor  Cz. mikrofali  Cz. precesji L= g  B

Struktura La3Ga5.5Ta0.5O14 : trygonalna P321 a= 8.225 A c= 5.123 A c 3e (x, 0, 0) dodekaedr C2 Ga1 1a (0, 0, 0) oktaedr D3 Ga2 2d (1/3, 2/3, z) tetraedr C3 Ga3 3f (x, 0, ½)     Struktura La3Ga5.5Ta0.5O14 : trygonalna P321 a= 8.225 A c= 5.123 A c oktaedry tetraedry c Ga2 Ga3 Ga1

La3Ga5.5Ta0.5O14 - kryształ o strukturze trygonalnej P321. Własności: - piezoelektryczne - optyka nieliniowa brak przejść fazowych do 14700 C łatwość wprowadzania domieszek RE oraz TM (luminescencja, lasery) Hodowla kryształów: Metoda Czochralskiego, LGT:V (0.05 % mol względem Ga) LGT: Co (0.5 % mol względem Ga) Promienie jonowe: La3+ (1.18 A) dodekaedr. Ga3+ (0.62 A) oktaedr. V3+ (0.64 A) Ga3+ (0.47 A) tetraedr. V4+ (0.59 A) Ta5+ (0.64 A) tetraedr.

Różnica w widmach EPR jonów V3+ i V4+ V3+ (3d2, S= 1, I= 7/2) Hs= μB B g S + S D S + S A I -sygnał widoczny poniżej 40 K, - może posiadać rozszczepienie zeropolowe D V4+ (3d1, S= 1/2, I= 7/2) Hs= μB B g S + S A I -sygnał widoczny w temp. pokojowej, ____ g- współczynnik spektroskopowy, g=1 dla momentu orbitalnego, g=2 dla momentu spinowego D- współczynnik rozszczepienia zeropolowego A- współczynnik struktury nadsubtelnej

Widma EPR kryształu LGT:V (I=7/2) w 300 K

Symetria osiowa w tetraedrze i oktaedrze Kubiczna gx=gy=gz Osiowa gx=gy  gz ( g  ) (g)

Zależność kątowa położenia linii EPR dla symetrii osiowej, bez rozszczepienia zeropolowego: h m (Ar2 gr2 cos2 + Ap2 gp2 sin2)1/2 Br(,m) = ________________________________ _ ______________________________________________ + ... (gr2 cos2 + gp2 sin2)1/2 μB (gr2 cos2 + gp2 sin2) μB gdzie: m= 7/2, 5/2, ... –5/2, -7/2,  - kąt obrotu kryształu względem pola B gp , gr - rzut wartości głównych g  g na płaszczyznę obrotu Ap , Ar - rzut wartości głównych A  A na płaszczyznę obrotu h -stała Plancka  - częstotliwość mikrofali (9.4 GHz) μB – magneton Bohra

7. A  7. A

Kierunki i wartości składowych parametru AII   1180 920 640 a a b* B B c 520 1020 B Kierunki i wartości składowych parametru AII w poszczególnych płaszczyznach obrotu 30 620 1120 c b*

Ga3 Ga3 Ga3 1 mT 9.4 10-4 cm-1 site 1 =1270 = -20 g=1.925(5) z Ga3 Ga3 Ga1 2 3 x Ga3 1 site 1 =1270 = -20 g=1.925(5) g= 1.958(5) A=17.0(5) mT A= 5.8(5) mT site 2 = 800 = -230 site 3 = 770 = 240 1 mT 9.4 10-4 cm-1

Widmo LGT:V w niskiej i wysokiej temperaturze

gxx gxy gxz gyx gyy gyz gzx gzy gzz 1.932 -0.017 1.955 1.941 Wyniki dopasowania uzyskane z programu EPRNMR: gxx gxy gxz gyx gyy gyz gzx gzy gzz 1.932 -0.017 1.955 1.941 g =  Axx Axy Axz Ayx Ayy Ayz Azx Azy Azz 12.6 6.4 4.3 9.4 A =  [mT]

Wnioski dla LGT:V: 3 orientacje w przestrzeni centrów paramagnetycznych - opisane kąty   kierunków głównych oś symetrii 3 centrów zgodna z osią symetrii oktaedru Ga1 jony paramagnetyczne w pozycjach Ga3 tetraedry połączone wierzchołkami z oktaedrami Ga1 nieznaczne antyferromagnetyczne oddziaływania I= C / (T+1) nieznany sygnał w 150 mT