晶體場手冊

內容概要

　　《晶體場手冊》以對晶體場現(xiàn)代概念的理解為基礎，澄清了在歷史上產生混淆的一些問題，尤其是關于磁性離子能級光譜的共價效應、配位體極化效應方面的問題。
　　對固體中磁性離子能級光譜的唯象分析，提供了清晰的指導和一套計算機程序，向讀者說明了如何用不同層次的參數(shù)化模型來從觀測光譜中獲得盡可能多的信息。特別地，詳細闡述了疊加模型和躍遷強度的參數(shù)化以及當標準（單電子）晶體場參數(shù)化不成功時所要使用的方法。
　　這是第一本把全部參數(shù)化模型、概念和使用它們所需的計算手段統(tǒng)而述之的晶體場理論著作，對光電子系統(tǒng)和磁性材料方面的研究生和研究人員特別有益。

作者簡介

張慶禮，2001.4至今在中科院安光機所工作，于2002.9被聘為副研究員，2005年至今任晶體材料研究室主任。在國內外期刊發(fā)表論文十余篇。

書籍目錄

譯者序
前言
引言
第1章 晶體場分裂機制
1.1 作為開殼層態(tài)自由離子微擾的晶體場
1.2 靜電型晶體場模型
1.3 其他對有效電勢的貢獻
1.4 多電子矩陣元形式的晶體場能量
1.5 單電子矩陣元表示的晶體場能量
1.6 晶體場計算的多體方法
1.7 與其他公式的關系
1.8 與能帶論中緊束縛模型的關系
1.9 數(shù)值結果
1.10 總結
第2章 經驗晶體場
2.1 磁性離子光譜及能級
2.2 唯象晶體場參數(shù)化
2.3 從實驗上確定晶體場參數(shù)
2.4 鑭系和錒系晶體場參數(shù)
第3章 晶體場參數(shù)擬合
3.1 從晶體場參數(shù)確定晶體場分裂
3.2 鑭系和錒系中多重能級的晶體場參數(shù)擬合
第4章 鑭系和錒系光學光譜
4.1 哈密頓量
4.2 矩陣元的約化和賦值
4.3 物理參數(shù)值的設定方法
4.4 晶體場參數(shù)的實驗確定
4.5 鑭系和錒系的對比
第5章 疊加模型
5.1 基本考慮事項
5.2 固有參數(shù)值
5.3 組合坐標因子
5.4 由唯象晶體場參數(shù)確定固有參數(shù)
5.5 應力引起的晶體結構變化
5.6 固有參數(shù)的分析與解釋
5.7 疊加模型的價值及其局限性評估
第6章 電子關聯(lián)對晶體場分裂的影響
6.1 單電子晶體場模型的般化
6.2 晶體場概念的一般化
6.3 全參數(shù)化
6.4 參數(shù)擬合
6.5 發(fā)展趨勢
第7章 S態(tài)離子基態(tài)分裂
7.1 自旋哈密頓
7.2 實驗結果
7.3 晶體場和自旋哈密頓參數(shù)間的關系
7.4 疊加模型
7.5 零場分裂機制
7.6 展望
第8章 不變量和矩量
8.1 矩量和轉動不變量間的關系
8.2 二次旋轉不變量和疊加模型
8.3 應用舉例
8.4 展望
第9章 半經典模型
9.1 介紹性例子
9.2 八配位立方格位處的隧道效應
9.3 展望
第10章 躍遷強度
10.1 基本方面
10.2 宇稱禁戒躍遷
10.3 疊加模型
10.4 唯象處理
10.5 從頭汁算
10.6 高階效應
10.7 相關主題
10.8 展望
附錄1 點對稱性
A1.1 全旋轉群O3和自由磁性離子態(tài)
A1.2 格位對稱和對稱算符
A1.3 晶體場參數(shù)和點對稱
A1.4 點對稱群的不可約表示和能級
A1.5 約化和誘導表示
附錄2 QBASIC程序
A2.1 3j和6j符號的計算
A2.2 坐標因子的計算
A2.3 數(shù)據(jù)文件的結構和命名
附錄3 可獲取的程序包
A3.1 3dN離子晶體場分析計算程序包
A3.2 從光譜強度確定晶體場和強度
A3.3 從非彈性中子散射確定晶體場
A3.4 計算立方對稱格點能級圖的Mathcmatica程序
附錄4 計算程序包CsT
A4.1 晶體場和零場分裂哈密頓性質
A4.2 程序包的結構和功能
A4.3 總結和結論
參考文獻
索引

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   1.2 靜電型晶體場模型 歷史上，曾假設除所考慮的磁性離子外，把晶體中所有的其他離子簡單地處理為靜電場的源，這是離子晶體中晶體場的第一個近似。在這種所謂的靜電晶體場模型中，假設磁性離子開殼中的每個電子都獨立地在靜電勢下運動，各向異性項由周圍的晶體產生。已證明這種模型是不正確的，本章中大部分內容是用來說明為什么如此。然而，靜電模型在主題文獻中是如此根深蒂固，用它作為目前討論的開始是很好的。 1.2.1 靜電模型的定量發(fā)展 靜電模型最簡單的形式是點電荷模型。在此模型中，一個磁性離子處的靜電勢是通過晶格中所有其他離子（被認為是點電荷）的貢獻直接相加而得到的，這樣做的物理理由是：任何外部具有球對稱性的電荷分布的靜電勢與處于其電荷分布中心一個點的等同凈電荷產生的靜電勢是一樣的。因此，點電荷模型中的內在近似是在磁性離子上的開殼層電子位于近鄰離子的電荷分布之外。盡管這種近似非常粗糙，但是，至少在離子晶體情形下，它總是能預測符號正確的晶體場參數(shù)，從此意義上講，簡單點電荷模型是成功的。這和開殼電子間由相鄰離子所攜帶的負電荷所產生的排斥作用是一致的。 可證明對靜電勢的k階點電荷作用有簡單的函數(shù)依賴1／Rk+1，這里R為點電荷到磁性離子中心的距離。這種距離的依賴性（尤其k=2的情況下）預期會導致晶體中遠距離離子對靜電勢有重要貢獻。由于在點電荷晶格求和中，正負相消很強，因此必須用十分復雜的方法來得到可靠的結果。 盡管可以解決精確計算波函數(shù)和晶格求和時的困難，但所得結果仍然是基于點電荷模型中讓人懷疑的內在假設。經驗證明，無論怎么努力改善它們的精度，這種計算也不會得到和實驗上所觀察到的晶體場分裂一樣的結果。典型地，對鑭系離子，2階作用高估到了10倍，6階作用則低估了相似的倍數(shù)。 改進點電荷模型的早期嘗試（見[HR63]）主要集中在考慮晶體中的離子電荷沒有精確的球對稱分布上。曾提出在點電荷分布之外，來自于作用在離子上的感應（點）電偶極矩和電四極矩的靜電作用也應該包含在晶格求和中。然而，這些改進并沒有提高與實驗的吻合性，上面提到的總的誤差仍保持不變。 在鑭系和錒系晶體場的靜電模型中，對2階晶體場的過高估計在很大程度上可以歸因于忽略了在部分填充的Nf殼層外的（N+1）S2P6滿殼層電子的屏蔽效應。實際上，對外殼層電子的激發(fā)改變了開殼層電子所能感受到的外面產生的靜電場。這種屏蔽作用可以通過乘以屏蔽因子（表示為（1一σk））而歸人靜電點電荷模型。已做了數(shù)種嘗試來計算屏蔽因子，發(fā)現(xiàn)它小于單位1，這與直觀感覺一致。對于三價的鑭系離子，σ4和σ6都很小，但計算出的σ2約為0.7（見[SBP68]）。顯然，這在計算2階靜電作用時有重要的作用。

編輯推薦

《晶體場手冊》是第一本把全部參數(shù)化模型、概念和使用它們所需的計算手段統(tǒng)而述之的晶體場理論著作，對光電子系統(tǒng)和磁性材料方面的研究生和研究人員特別有益。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    晶體場手冊 PDF格式下載

---