第35卷，第7期 2015年7月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35 ,No. 7 -pp1808-1811
July，2015
锌磷酸盐玻璃掺杂VO2+吸收光谱和EPR谱研究
李超英，黄先恺：涂虹，：王伟杨郑雪梅
上饶师范学院物理与电子信息学院，江西上饶334000
摘要3d离子（如VO2+，V+)是一类非常重要的离子，其掺杂电子顺磁共振谱已有大量的研究，积累广丰富的实验数据。利用3d离子在四角压缩八面体对称中EPR参量的高阶微扰公式，计算了锌磷酸盐玻璃晶体中掺杂VO2+的EPR参量（g因子gl，gl和超精细结构常数AI，41)和光吸收谱。由于锌磷酸盐玻 0 248cm-1)相差不太大，故来自配体的自旋-轨道耦合参量%对EPR参量和光吸收谱的贡献必须予以考虑。采用重叠模型建立了杂质中心结构参数与电子顺磁共振(EPR)参量以及光吸收谱之间的定量关系；通过拟合锌磷酸盐玻璃中Vt+中心的EPR参量和光吸收谱理论与试验符合，获得了杂质中心[VO：予-基团的局域结构；研究发现，［VO于-基团的平行和垂直于C轴的键长分别为：RI0.175nm，R~0.197nm，即
符合很好，并对上述结果的合理性进行了讨论。这说明微扰法可以用来研究材料中掺杂3d过渡金属离子的EPR参量和光吸收谱。此外，对超精细结构常数（4！和A4工)的研究发现，较大的芯区极化常数<值说明 VO+中未配对的s电子对超精细结构常数有较大的贡献。
关键词电子顺磁共振；重叠模型；双旋一轨耦合参量模型；VO’+
中图分类号：0737
引言
文献标识码：A
D0I : 10. 3964/i. issn. 1000-0593 (2015 )07-1808-04
谱和EPR参量作出合理的解释。本工作基于晶体场理论，对 3d（V+)电子组态，采用改进的双自旋-轨道耦合参量模型及其相关晶体场能级公式，计算了锌磷酸盐玻璃中VO°+的
过渡和稀土金属离子是大多数激光和非线性光学玻璃态晶体的激活离子，在很多领域具有极大的应用前景，一直备受研究者的重视"。锌磷酸盐玻璃中掺杂VO+，杂质离子 V+进入基质晶体后处于填隙位置，形成新的发光中心，杂质V++中心局域结构近似为D点群对称，杂质离子V+与 6个最近邻的O"-配体组成八面体[VO了-。众所周知，掺杂后晶体的局部结构往往会发生变化，这种变化将直接影响基质晶体的光学、磁学特性]。由于顺磁离子的电子顺磁共振（electronparamagneticresonance，EPR）参量（各向异性g 因子和超精细常数4因子）及其光谱对周围环境的局域结构非常敏感，因此，可以通过分析顺磁中心的EPR参量和光吸收谱来研究掺杂顺磁金属离子在晶体中所处的局部结构。在众多过渡金属离子中，VO+对研究掺杂晶体局域结构和光吸收谱起到很大作用，引起广泛的关注3.4}。例如，锌磷酸盐玻璃中掺杂Vo2+的光吸收谱和EPR参量已被Ravikumar 等实验测定3，但迄今为止一直未见有文献报道对其光吸收
收稿日期：2014-05-20，修订日期：2014-08-19
基金项目：国家自然科学基金项目（11365017，61362019)资助
EPR谱和光吸收谱；结果表明，在锌磷酸盐玻璃中掺杂 VO+，杂质中心[VO-存在四角畸变；发现锌磷酸盐玻璃中掺杂VO°+的EPR参量和光吸收谱的理论结果与实验很好的一致。最后，对结果的合理性也进行了讨论。
EPR参量的高阶微扰公式
大量理论和实验数据表明，晶体中掺杂3d（V++)处于四角压缩的八面体中心时，EPR参量gl141，这里g(～2.0023)是自由电子g因子数值"]。由锌磷酸盐玻璃晶体掺杂VO+的实验EPR数据（gl=1.932 9, gl =1,9824,41=157×10 cm,4l= 52× 104 cm-1[31），可知杂质Vo2+进人锌磷酸盐玻璃晶体后形成[VOs下-基团为压缩八面体。3d'（V+)离子在压缩四角八面体中，立方态时较高的轨道双重态”E分裂成两个轨道单重态"B。和"Ai，同时原来较低的轨道三重态“T将分裂成一
作者简介：李超英，女，1962年生，上饶师范学院物理与电子信息学院副教授
e-mail : cyli1962@ gmail. com