Магнитные эффекты в химических и дефектных реакциях. Иванков Ю.В - 11 стр.

UptoLike

11
мент дефектного комплекса,
1
ˆ
S
r
и
2
ˆ
S
r
-
спиновые операторы электронов
первого и второго фрагмента , формирующие радикальную пару.
Спиновые операторы электронов известным образом выражаются через
матричные операторы Паули (двумерные матрицы Паули или спиновые опера-
торы ):
σS
ˆ
2
1
ˆ
r
r
= , (2.4)
где
=
z
σ
y
σ
x
σσ ,,
ˆ
r
. (2.4)
Состояния пары электронов описываются электронной спиновой волно -
вой функцией :
)()(),(
2121
2
2
1
21
1
2
1
2
2
1
1
2
1
σχσχσσχ
r
r
v
r
m
mm
m
SM
mm
SM
C
=
, (2.5)
где S - полный спин пары , M - его проекция , m
1
, m
2
- проекции спинов электро -
нов,
1
σ
r
и
2
σ
r
- спиновые переменные (не путать со спиновыми матрицами
1
ˆ
σ
r
и
2
ˆ
σ
r
).
Состояние пары со спином S=0 (M=0) имеет вид :
−=
−−
)()()()(
2
1
),(
21212100
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
σχσχσχσχσσχ
rrrr
v
r
, (2.6)
Cостояние со спином S=1 и проекцией M= -1 представляется в виде :
)()(),(
212111
2
1
2
1
2
1
2
1
σ
χ
σ
χ
σ
σ
χ
r
r
v
r
−−
=
. (2.7)
В дальнейшем используются обозначения :
(
)
S
2100
,σσχ
r
r
,
(
)
−−
T
2111
, σσχ
r
r
. (2.8)
С использованием спинового формализма матричные элементы интер-
комбинационных переходов SHT
ˆ
и
THS
ˆ
могут быть записаны в сле-
дующем виде :
SHT
ˆ
=
++
+−∆
j
jj
i
ii
IaIagHβ
11
ˆ
ˆ
22
1
22
1
12
1
, (2.9)
где
(
)
yx
iHHH +−=
2
1
1
;
                                                                      11
                             r     r
             о ко мп лекса, Sˆ1 и Sˆ2 - сп ино вы е
ментдефектно г                                                                                     о п ерато ры   электро но в
п ерво г о и вто ро го фрагмента, фо рмирую щ ие радикальную п ару.
          Сп ино вы е о п ерато ры электро но в известны м о бразо м вы раж аю тся через
матричны е о п ерато ры П аули (двумерны е матриц ы П аули или сп ино вы е о п ера-
то ры ):
       rˆ     r
       S = 1 σˆ ,
             2
                                                                               (2.4)

                       σ =  σ , σ , σ  .
                       r̂
       г
       де                                                                                                          (2.4′)
                             x y z

        Со сто я ния п ары электро но во п исы ваю тся электро нно й сп ино во й во лно -
во й функц ией:
             r v                             r           r
       χ SM (σ 1 , σ 2 ) = ∑ C 1SM
                                 m 1m
                                      χ 1 m (σ 1 )χ 1 m (σ 2 ) ,            (2.5)
                                   m1m2     2 12   2       2 1              2    2




где S - п о лны й сп ин п ары , M - его п ро екц ия , m1 , m2 - п ро екц ии сп ино вэлектро -
       r     r                                                                           r
но в, σ 1 и σ 2 - сп ино вы е п еременны е (не п утать со сп ино вы м и матрицами σˆ1 и
 r
σˆ2 ).
          Со сто я ние п ары со сп ино м S=0 (M=0) имеетвид:

                   1 
                        χ 1 1 (σ 1 ) χ 1 1 (σ 2 ) − χ 1 1 (σ 1 ) χ 1 1 (σ 2 )  ,
       r v                     r            r               r            r
χ 00 (σ 1 ,σ 2 ) =                                                                                                (2.6)
                    2  22              −
                                       2 2
                                                       −
                                                      2 2          22          

          Cо сто я ние со сп ино м S=1 и п ро екц ией M= -1 п редставля ется ввиде:
               r v                    r              r
        χ 1−1 (σ 1 , σ 2 ) = χ 1 − 1 (σ 1 ) χ 1 − 1 (σ 2 ) .                                                       (2.7)
                                    2   2          2   2



В дальнейшем исп о льзую тся о бо значения :

              (
              r r
         χ 00 σ 1 ,σ 2      )    ≡ S ,
                                                                           r r
                                                                                 (
                                                                      χ1−1 σ 1 ,σ 2         )   ≡ T− .             (2.8)

       С исп о льзо ванием сп ино во г
                                     о фо рмализма матричны е элементы интер-
ко мбинацио нны х п ерехо до в T− Hˆ S и S Hˆ T− мо г утбы ть зап исаны в сле-
дую щ ем виде:

                   T− Hˆ S = 12 β∆gH1 −                 1
                                                       2 2       ∑ ai Iˆi   +1
                                                                                 +    1
                                                                                     2 2   ∑ a j Iˆj   +1
                                                                                                            ,     (2.9)
                                                                  i                         j


де H 1 = −
г                 1
                   2
                       (H   x
                                + iH y ;)