Проявление эффекта нецентральности в спектре ЭПР иона Fe³⁺ в поликристаллических веществах

Abstract

В интервале температур 4,2–295 К исследован спектр ЭПР примесного иона Fe³⁺в ряде органических веществ: бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), кристаллическом фиолетовом (C₂₅H₃₀ClN₃) и соединении кристаллического фиолетового с фуллереном ((C₂₅H₃₀ClN₃)+C₆₀). Во всех исследованных веществах наблюдается необычное изменение формы спектра ЭПР при изменении температуры. При температуре 4,2 К спектр представляет собой суперпозицию трех вкладов: двух резонансных линий с эффективным g-фактором равным g₁= 4,39 и g₂ = 2,03 и нерезонансного вклада. При изменении температуры происходит перераспределение интенсивностей между этими тремя вкладами. При возрастании температуры интегральная интенсивность линии 1 и нерезонансного вклада уменьшается, а интенсивность линии 2 увеличивается. Обнаруженные свойства спектров ЭПР характерны для нецентральных ионов, которые обладают многоминимумным потенциалом. Температурное изменение спектра ЭПР определяется перераспределением заселенностей вибронных состояний нецентрального иона Fe³⁺.

The EPR spectrum of impurity Fe³⁺ ion is studied within the interval 4.2–295 К on organic substances such as C₂₁H₁₄Br₄O₅S, C₂₅H₃₀ClN₃ and (C₂₅H₃₀ClN₃)+C₆₀. In all three cases an anomalous change in the spectrum is observed at changing temperature. At Т = 4.2 К, the spectrum is a superposition of three contributions — two resonance lines with the effective g-factor g₁ = 4.39 and g₂ = 2.03 and the non-resonance contribution. As the temperature rising, a redistribution of the the intensities of these three contributions takes place: the integral intensity of line 1 and the non-resonance contribution decreases and the intensity of line 2 rises. The detected features of the EPR spectra are characteristic of non-central ions which have multiminimum potential. The temperature evolution of the EPR spectrum is determined by the redistribution of population of the vibron states of the non-central Fe³⁺ ion.

В інтервалі температур 4,2–295 К досліджено спектр ЕПР домішкового іона Fe³⁺ у ряді орган ічних речовин: бромкрезоловому зеленому (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), кристалічному фіолетовому (C₂₅H₃₀ClN₃) і сполученні кристалічного фіолетового з фулереном ((C₂₅H₃₀ClN₃)+C₆₀). В усіх досліджених речовинах спостерігається незвичайна зміна форми спектра ЕПР при зміні температури. При температурі 4,2 К спектр являє собою суперпозицію трьох внесків: двох резонансних ліній з ефективним g-фактором рівним g₁= 4,39 і g₂= 2,03 і нерезонансного внеску. При зміні температури відбувається перерозподіл інтенсивностей між цими трьома внесками. При зростанні температури інтегральна інтенсивність лінії 1 і нерезонансного внеску зменшу ється, а інтенсивність лінії 2 збільшується. Виявлені властивості спектрів ЕПР характерні для нецентральних іонів, що мають багатомінімумний потенціал. Температурна зміна спектра ЕПР визначається перерозподілом заселеностей вібронних станів нецентрального іона Fe³⁺ .