Wyznaczanie parametrów Hamiltonianu spinowego na podstawie danych EMR dla jonów Fe2+ i Cr2+ o spinie S = 2 w forsterycie i związkach pokrewnych

Abstract

W czterech publikacjach składających się na tę rozprawę opracowano nowe metody obliczeniowe, umożliwiające konwersję, wyznaczanie i ocenę ważności parametrów rozszczepienia zeropolowego drugiego i czwartego rzędu dla jonów o spinie S = 2 w węzłach sieci o symetrii ortorombowej lub zbliżonej. Metody te mogą być stosowane do różnych układów, a ich zastosowanie do wybranych związków zawierających jony Cr2+ i Fe2+ daje wyniki mogące lepiej modelować ich właściwości spektroskopowe i magnetyczne. Badania dotyczyły jonów Cr2+ w deuterowanych solach Tuttona: heksahydracie siarczanu (VI) amonu i chromu (II) - (ND4)2Cr(D2O)6(SO4)2 i heksahydracie siarczanu (VI) chromu (II) i rubidu- Rb2Cr(D2O)6(SO4)2, a także jonów Fe2+ w heksahydracie siarczanu (VI) amonu i żelaza (II) [Fe(H2O)6](NH4)2(SO4)2 (FASH), w forsterycie - Mg2SiO4 domieszkowanym Fe2+ oraz dla jonów Fe2+ na powierzchni CuN/Cu(100). Wyniki te mogą również w przyszłości pomóc w modelowaniu parametrów pola krystalicznego i parametrów rozszczepienia zeropolowego dla układów podobnych pod względem krystalograficznym. In the four publications this dissertation consists of, new computational methods were developed, allowing for conversion, determination and assessment of importance of zero field splitting parameters of 2nd- and 4th-rank for ions with spin S = 2 in sites with orthorhombic or similar symmetry. These methods are applicable to various systems and their application to selected compounds containing Cr2+ and Fe2+ ions yields results which may better characterize their spectroscopic and magnetic properties. This study concerned Cr2+ ions in deuterated Tutton salts: diammonium chromium sulfate hexahydrate - (ND4)2Cr(D2O)6(SO4)2 and dirubidium chromium sulfate hexahydrate - Rb2Cr(D2O)6(SO4)2, Fe2+ ions in ferrous ammonium sulfate hexahydrate - [Fe(H2O)6](NH4)2(SO4)2 (FASH), Fe2+ doped forsterite - Mg2SiO4, and Fe2+ adatoms on CuN/Cu(100) surface. These results can also help in modeling of crystal field parameters and zero field splitting parameters for crystallographically similar systems in the future.