Theoretical studies of the local structures and EPR parameters for Cu²⁺ center in Cd₂(NH₄)₂(SO₄)₃ single crystal

• Published in: Condensed Matter Physics
• Date: 2015
• Main Authors: Li, Ch.-Y., Chen, L.-B., Mao, J.-J., Zheng, X.-M.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2015
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155276
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Theoretical studies of the local structures and EPR parameters for Cu²⁺ center in Cd₂(NH₂)₂(SO₄)₃ single crystal / Ch.-Y. Li, L.-B. Chen, J.-J. Mao, X.-M. Zheng // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 4. — С. 43701: 1–5. — Бібліогр.: 29 назв. — англ.

The electron paramagnetic resonance (EPR) parameters (g factors gi and the hyperfine structure constants Ai, i = x, y, z) are interpreted by using the perturbation formulae for a 3d⁹ ion in rhombically (D₂h) elongated octahedra. In the calculated formulae, the crystal field parameters are set up from the superposition model, and the contribution to the EPR parameters from the admixture of d-orbitals in the ground state wave function of the Cu²⁺ ion was taken into account. Based on the calculation, local structural parameters of the impurity Cu²⁺ center in Cd₂(NH₄)₂(SO₄)₃ (CAS) crystal were obtained (i.e., Rx ≈ 2.05 Å, Ry ≈ 1.91Å, Rz ≈ 2.32 Å). The theoretical EPR parameters based on the above Cu²⁺-O²⁻ bond lengths in CAS crystal show a good agreement with the observed values. The results are discussed. Параметри електронного парамагнiтного резонансу (ЕПР) (g -фактори gi i константи надтонкої структури Ai , i = x, y, z) iнтерпретуються за допомогою формули збурень для iона 3d⁹ у ромбiчно (D₂h) видовженому восьмиграннику. У формулах параметри кристалiчного поля встановлюються згiдно суперпозицiйної моделi, де враховується внесок у параметри ЕПР вiд домiшування d-орбiталей в основному станi хвильової функцiї Cu²⁺. На основi обчислень отримано локальнi структурнi параметри домiшки центру Cu²⁺ у кристалi Cd₂(NH₄)₂(SO₄)₃ (CAS) (тобто, Rx ≈ 2.05 A, ˚ Ry ≈ 1.91 A, ˚ Rz ≈ 2.32 A). ˚ Теоретичнi параметри ЕПР, що базуються на вищезгаданих довжинах Cu²⁺–O ²⁻ зв’язку у CAS кристалi, демонструють хороше узгодження з спостережуваними значеннями. Результати дослiджень обговорюються.