新核四重極共鳴法による結晶内電場勾配の測定と不純物の電子構造

新型核四极共振法测量晶内电场梯度和杂质电子结构

基本信息

批准号：
07454239
负责人：
松多健策
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

結晶内不純物原子の電子構造を系統的に研究するため、新核四重極共鳴法による結晶内電場勾配を系統的に解明した。これにより、第一原理に基づく電子バンド構造の理論計算が高い信頼性を有することが実証された。1)TiO_2中の金属イオンの置換位置にある不純物核^<45>Sc,^<93>Nbの電場勾配を合成結晶を用いてFT-NMR法で決定した。これと既存の^<111>Cd,^<181>Taのデータを説明し電子構造を解明するために、これらの不純物核の電場勾配を第一原理に基づくKKR法により理論的に計算した。この結果、この理論計算の高い信頼性を実証した。2)TiO_2中に短寿命ベータ放射性核^<12>を打ち込み、TiO_2中で^<12>Nが占める2種の格子位置を見いだし、各々の位置における結晶内電場勾配を決定した。3)濃縮アイソトープ^<17>Oを用いてTiO_2を合成し^<17>Oに対するFT-NMR法から酸素イオンの置換位置の電場勾配を決定した。TiO_2中に短寿命ベータ放射性核^<19>Oを打ち込み、TiO_2中で^<19>Oが^<12>Nの場合と同様2種の格子位置を占める事を見いだした。また各々の位置における結晶内電場勾配を決定した。三方晶系結晶Al_2O_3,CaCO_3の金属イオン置換位置の電場勾配を第一原理に基づくKKR法により理論的に計算した。理論計算の予言能力を確認するため、これらの結晶に^<27>Si,^<39>Caを打ち込み、ベータ線非対称放出を指標とする新核四重極共鳴法により四重極結合定数を測定し電場勾配を導出した。この場合も理論計算は高い信頼性を示した。

为了系统地研究晶体内杂质原子的电子结构，我们使用新的核四极杆共振方法系统地阐明了晶体内电场梯度。这表明基于第一个原理的电子带结构的理论计算具有很高的可靠性。 1）使用合成晶体通过FT-NMR确定了在TIO_2中替换金属离子在TIO_2中替换金属离子的位置的杂质核的电场梯度。为了解释 ^<111> cd， ^<181> ta并阐明电子结构的现有数据，理论上使用KKR方法基于第一个原理来计算这些杂质核的电场梯度。结果，我们已经证明了该理论计算的高可靠性。 2）将短暂的βradionucleus ^<12>植入TIO_2，并在TIO_2中发现了两个由 ^<12> N占据的晶格位置，并确定了每个位置的晶内电场梯度。 3）使用浓缩同位素 ^<17> O合成TIO_2，并通过FT-NMR确定氧气离子位置的电场梯度的 ^<17>O。将短暂的βradionucleus ^<19> O植入TiO_2，发现在tio_2中， ^<19> o占据了两种类型的晶格位置，就像 ^<12> n一样。还确定了每个位置的晶内电场梯度。基于第一个原理，通过KKR方法来计算三角晶体Al_2O_3和CACO_3的金属离子替代位置的电场梯度。为了确认理论计算的预测能力，将 ^<27> si， ^<39> Ca植入这些晶体中，并使用新的核四极杆谐振方法使用Beta-line非对称发射作为指数来测量四极耦合常数，并获得了电场梯度。同样，理论计算显示高可靠性。