Основы физики и технологии оксидных полупроводников. Брусенцов Ю.А - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В кристаллическом поле решетки 3d-уровни расщепляются на
d
γ
-орбитали
222
2; zyx −
и на d
ε
-орбитали .,, yz
x
z
x
y Заполнение этих орбит идет по-разному (табл. 3).
Таблица 3
Заполнение 3d-уровней е
g
(d
γ
) и t
2g
(d
ε
)
*
-типа электронами
с различным направлением спинов d
γ
ионов группы железа
Катионы Ti
3+
V
2+
Ti
2+
Mn
+
Cr
3+
V
2+
Mn
3+
Cr
2+
Fe
3+
Mn
2+
Co
3+
Fe
2+
Ni
3+
Co
2+
Cu
3+
Ni
2+
е
g
(d
γ
)
oo oo
↑o
↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑
Октаэдри-
ческие узлы
Е(e
g
) > E(t
2g
)
t
2g
(d
ε
) ↑oo ↑↑o
↑↑↑ ↑↑↑ ↑↑↑ ↑↓↑↑ ↑↓↑↓↑ ↑↓↑↓↑↓
t
2
ooo ooo
↑oo ↑↑o
↑↑↑ ↑↑↑ ↑↑↑ ↑↓↑↑
Тетраэдриче
ские узлы
E(t
2
) > E(e)
e
↑
o
↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↓↑ ↑↓↑↓ ↑↓↑↓
П р и м е ч а н и е. Орбиты е
g
∼ d
γ
; t
2g
∼ d
ε
; е
g
:
222
; zyx − ; t
2g
: xz;
xy; yz; t
2
: xy; xz; yz; e:
222
; zyx −
.
На рис. 31, а показана октаэдрическая пора, в центре которой расположен катион 3d-металла и орбитали е
g
(d
γ
):
222
; zyx − .
Из рисунка понятно, что
e
g
-орбитали могут перекрываться с
p-орбиталями кислородного иона, а орбитали xy; xz; yz (т.е. t
2g
) направлены между ионами кислорода и с кислородными
орбиталями не перекрываются.
Характер косвенного обменного взаимодействия должен зависеть только от степени заполнения e
g
-орбит (табл. 3).
Рис. 31 Октаэдрический узел (а) и e
g
-орбитали (б), лепестки которых
направлены в сторону кислородных ионов (к р-орбиталям)
На рис. 32 показана часть кристаллической решетки с атомной магнитной структурой, которая возникает в соединениях
типа перовскита и трифторидах.
Изображенная структура соответствует антиферромагнитному взаимодействию между данным катионом и его
ближайшими соседями.
Если принять, что все уровни
e
g
заполнены наполовину, то должно реализоваться косвенное взаимодействие (рис. 30,
а). Такое взаимодействие наблюдается в соединениях LaFeO
3
, FeF
3
, CoF
3
.
В соединениях LaCrO
3
и CrF
3
все e
g
-уровни оказываются пустыми, поэтому в них возникает связь, показанная на рис.
30,
б, также приводящая к антиферромагнетизму.
*
Обозначение 3d-уровней e
g
~ d
γ
; t
2g
~ d
ε
.
а) б)
М

Страницы