Електронні властивості парамагнітних центрів пов’язаних з марганцем в титанатах магнію
Вантажиться...
Дата
2021
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми: Останнім часом у люмінофорах червоного світіння
домішку марганцю було запропоновано у якості більш дешевої альтернативи
небезпечним рідкоземельним домішкам, що зазвичай використовуються у цих
люмінофорах. Але, на жаль, фторидні сполуки, необхідні як сполучна
речовина для марганцю, призводять до забруднення навколишнього
середовища, оскільки в процесі виготовлення використовується
концентрована флуоридна кислота. В свою чергу титанати магнію з центрами
люмінесценції, пов’язаними з марганцем, є екологічно-чистими
люмінофорами червоного світіння, що не містять рідкоземельних елементів та
фтору. Тому вивчення електронної структури домішки Mn, що відповідає за
люмінесцентні властивості титанатів магнію, є актуальною задачею для
подальшого застосування цих матеріалів при виготовленні світлодіодних
приладів, які імітують природне сонячне світло.
Об’єкт дослідження: керамічні зразки MgTiO3:Mn та Mg2TiO4:Mn з
концентрацією Mn 0.1%, отримані шляхом змішування порошків MgO та TiO2,
додаванням водного розчину MnSO4 та подальшого відпалу за 1200С в
атмосфері кисню.
Предмет дослідження: електронні властивості парамагнітних центрів,
пов’язаних з марганцем, у керамічних зразках титанату магнію, легованих
марганцем.
Мета роботи: встановлення електронної структури парамагнітних центрів,
пов’язаних з марганцем, у керамічних зразках титанату магнію, легованих
марганцем та аналіз отриманих даних.
Методи дослідження: електронний парамагнітний резонанс.
Задачі дослідження: провести аналіз літератури за темою: «Електронні
властивості парамагнітних центрів, пов’язаних з марганцем, в титанатах
магнію»; методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) встановитиелектронні властивості парамагнітних центрів, пов’язаних з марганцем, у
керамічних зразках титанату магнію, легованих марганцем.
Наукова новизна одержаних результатів: Встановлено, що концентрація
парамагнітних центрів, пов’язаних з марганцем, вища у MgTiO3, ніж у
Mg2TiO4. Встановлено, що парамагнітний центр Mn2+ (S = 5/2), має короткі
часи спінової релаксації, та уточнено параметри його спінового Гамільтоніана
у керамічних зразках MgTiO3. Виявлено температурну залежність параметра
розщеплення в нульовому полі D для іонів Mn2+ у MgTiO3, яку було пояснено
коливаннями гратки, застосовуючи модель Дебая. Виявлено парамагнітний
центр, пов’язаний з марганцем, який може бути віднесений як до заборонених
переходів від Mn2+, так і до іонів Mn4+ (S = 3/2) у MgTiO3.
Практичне значення одержаних результатів: Отримані результати мають
важливе значення для розуміння природи світловипромінюючих центрів у
титанатах магнію та їх подальшого застосування при створенні світлодіодів.
Отримані параметри спінового Гамільтоніана для домішки марганцю мають
важливе значення для подальших теоретичних розрахунків, зокрема
визначення просторового розподілу електронної хвильової функції марганцю
у MgTiO3.
Опис
Ключові слова
титанат магнію, електронний парамагнітний резонанс, електронна структура, марганець, спіновий Гамільтоніан, magnesium titanate, manganese, electron paramagnetic resonance, electronic structure, spin Hamiltonian
Бібліографічний опис
Шевека, О. І. Електронні властивості парамагнітних центрів пов'язаних з марганцем в титанатах магнію : магістерська дис. : 104 Фізика та астрономія / Шевека Олена Ігорівна. – Київ, 2021. – 88 с.