Structure and magnetic properties of impurity complexes [NiF4F4Fint] 6- (C4v) in the BaF2 crystal: EPR study data

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Impurity paramagnetic complexes [NiF4F4Fint]6-(C4v), which are a stable associate of a trivalent nickel ion with an interstitial fluorine ion Fint, have been synthesized in a fluorite structure BaF2 ionic crystals. The molecular structure of the synthesized complexes was studied by the method of electron paramagnetic resonance at frequencies of 9.39 and 34.25 GHz in the temperature range from 5 to 250 K. It is shown that in the studied complex, the Ni3+ ion (3d74FS = 3/2) replaced the lattice cation Ba2+, but, under the influence of Fint in the neighboring internode of the octahedral type, shifted towards it from the center of the coordination cube occupied by it. Under the influence of the tetragonal symmetry crystal field, the electron spin levels of the complex split into two Kramers doublets |±1/2⟩, of which the doublet turned out to be the main one. The energy interval between doublets is approximately 114 GHz. A super-superfine structure is observed in the EPR spectra due to the interactions of the electron spin moment of the nickel ion with the nuclei of nine ligand fluorine ions. The parameters of these interactions are defined.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. А. Ulanov

Zavoisky Physical-Technical Institute, Federal Research Center “Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences”; Kazan State Power Engineering University

Author for correspondence.
Email: ulvlad@inbox.ru

Zavoisky Physical-Technical Institute

Russian Federation, Kazan; Kazan

I. V. Yatsyk

Zavoisky Physical-Technical Institute, Federal Research Center “Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences”

Email: ulvlad@inbox.ru

Zavoisky Physical-Technical Institute

Russian Federation, Kazan

R. B. Zaripov

Zavoisky Physical-Technical Institute, Federal Research Center “Kazan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences”

Email: ulvlad@inbox.ru

Zavoisky Physical-Technical Institute

Russian Federation, Kazan

R. R. Zainullin

Kazan State Power Engineering University

Email: ulvlad@inbox.ru
Russian Federation, Kazan

V. A. Golenishchev-Kutuzov

Kazan State Power Engineering University

Email: ulvlad@inbox.ru
Russian Federation, Kazan

References

  1. Hayes W. Crystals with the fluorite structure: electronic, vibrational and defect properties. Oxford: Clarendon Press, 1974. 414 p.
  2. Gehlhoff W., Ulrici W. // Phys. Stat. Sol. B. 1980. V. 102. P. 11.
  3. Dorenbos P. Mechanism of ionic transport in rare earth doped alcaline earth fluorides. Druk: Krips Repro Meppel, 1988. 168 р.
  4. Boyce J.B., Huberman B.A. // Phys. Reports. 1979. V. 51. P. 189.
  5. Уланов В.А., Зарипов М.М., Фазлижанов И.И. // ФТТ. 2005. Т. 47. № 9. С. 1596, Ulanov V.A., Zaripov M.M., Fazlizhanov I.I. // Phys. Solid State. 2005. V. 47. No. 9. P. 1655.
  6. Зиновьев В.А., Зиновьева А.Ф., Володин В.А. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2022. Т. 116. № 9. С. 608, Zinovyev V.A., Zinovyeva A.F., Volodin V.A. et al. // JETP Lett. 2022. V. 116. No. 9. P. 628.
  7. Маслов А.Ю., Прошина О.В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 6. С. 896, Maslov A.Yu., Proshina O.V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 6. P. 786.
  8. Alonso P.J., Casas-Gonzalez J., Alcal R., den Hartog H.W. // Radiat. Eff. 1983. V. 73. P. 215.
  9. Alonso P.J., Casas Gonzalez J., den Hartog H.W., Alcala R.A. // Phys. Rev. B. 1983. V. 27. P. 2722.
  10. Alonso P.J., Casas Gonzalez J., den Hartog H.W., Alcala R.A. // J. Phys. C. Solid State Phys. 1983. V. 16. P. 3593.
  11. Mabbs F.E., Collison D. Electron paramagnetic resonance of d transition metal compounds. Elsevier Science Publishers, 1992. 1326 p.
  12. Абрагам А., Блини Б. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов. Т. 1. М.: Мир, 1972. 672 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. The second derivative of the EPR spectrum of parallel oriented centers of the first type in the BaF2:Ni(H0ǁ<110>, T = 20 K) crystal.

Download (338KB)
3. Fig. 2. The second derivative of the EPR spectrum of perpendicularly oriented centers of the first type in the BaF2:Ni(H0ǁ<110>, T = 20 K) crystal.

Download (486KB)
4. Fig. 3. The second derivative of the EPR spectrum of perpendicularly oriented centers of the first type in the BaF2:Ni(H0ǁ<110>, T = 20 K) crystal.

Download (407KB)
5. Fig. 4. Model of the molecular structure of the paramagnetic complex [NiF4F4Fint]6-(C4v) in the BaF2 crystal.

Download (284KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».