Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения

Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения

В интервале температур 4,2-295 К исследован спектр ЭПР примесного иона Fe³⁺ в органическом веществе бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S). При температуре 4,2 К спектр представляет собой суперпозицию двух линий с эффективными g-факторами g₁ =4,39 и g₂=2,03. При понижении температуры происходит перер...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2002
Hauptverfasser: Чабаненко, В.В., Васюков, В.Н., Кочканян, Р.О., Нечитайлов, М.М., Шимчак, Г., Пехота, С., Набялек, А.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2002
Schriftenreihe:Физика низких температур
Schlagworte:
Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130247
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения / В.В. Чабаненко, В.Н. Васюков, Р.О. Кочканян, М.М. Нечитайлов, Г .Шимчак, С .Пехота, А. Набялек // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 1. — С. 66-72. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-130247
record_format dspace
spelling irk-123456789-1302472018-02-10T03:04:42Z Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения Чабаненко, В.В. Васюков, В.Н. Кочканян, Р.О. Нечитайлов, М.М. Шимчак, Г. Пехота, С. Набялек, А. Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках В интервале температур 4,2-295 К исследован спектр ЭПР примесного иона Fe³⁺ в органическом веществе бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S). При температуре 4,2 К спектр представляет собой суперпозицию двух линий с эффективными g-факторами g₁ =4,39 и g₂=2,03. При понижении температуры происходит перераспределение интенсивностей между линиями. При возрастании температуры интегральная интенсивность первой линии уменьшается, а второй - увеличивается. Вторая особенность температурного изменения спектра ЭПР иона Fe³⁺ в C₂₁H₁₄Br₄O₅S проявляется в экспоненциальном возрастании ширины второй резонансной линии при уменьшении температуры. Обнаруженные в C₂₁H₁₄Br₄O₅S свойства ЭПР спектра являются типичными для систем с многоминимумным потенциалом и позволяют охарактеризовать динамику молекул окружения магнитного иона. The EPR spectrum of an Fe³⁺ impurity in the organic substance bromcresol green (C₂₁H₁₄Br₄O₅S) is investigated in the temperature interval 4.2–295 K. At a temperature of 4.2 K the spectrum is a superposition of two lines with effective g factors g₁=4.39 and g₂=2.03. As the temperature is lowered a redistribution of the intensity between line occurs. The integral intensity of the first line decreases with increasing temperature, while that of the second line increases. Another feature of the temperature dependence of the EPR spectrum of the Fe³⁺ ion in C₂₁H₁₄Br₄O₅S is manifested in the exponential growth of the width of the second resonance line with decreasing temperature. The observed properties of the EPR spectrum in C₂₁H₁₄Br₄O₅S are typical for systems with a multiwell potential and permit one to characterize the dynamics of the molecules of the environment of the magnetic ion. 2002 Article Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения / В.В. Чабаненко, В.Н. Васюков, Р.О. Кочканян, М.М. Нечитайлов, Г .Шимчак, С .Пехота, А. Набялек // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 1. — С. 66-72. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 76.30.Fc, 61.41.+e, 61.43.-j http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130247 ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
spellingShingle Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
Чабаненко, В.В.
Васюков, В.Н.
Кочканян, Р.О.
Нечитайлов, М.М.
Шимчак, Г.
Пехота, С.
Набялек, А.
Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения
Физика низких температур
description В интервале температур 4,2-295 К исследован спектр ЭПР примесного иона Fe³⁺ в органическом веществе бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S). При температуре 4,2 К спектр представляет собой суперпозицию двух линий с эффективными g-факторами g₁ =4,39 и g₂=2,03. При понижении температуры происходит перераспределение интенсивностей между линиями. При возрастании температуры интегральная интенсивность первой линии уменьшается, а второй - увеличивается. Вторая особенность температурного изменения спектра ЭПР иона Fe³⁺ в C₂₁H₁₄Br₄O₅S проявляется в экспоненциальном возрастании ширины второй резонансной линии при уменьшении температуры. Обнаруженные в C₂₁H₁₄Br₄O₅S свойства ЭПР спектра являются типичными для систем с многоминимумным потенциалом и позволяют охарактеризовать динамику молекул окружения магнитного иона.
format Article
author Чабаненко, В.В.
Васюков, В.Н.
Кочканян, Р.О.
Нечитайлов, М.М.
Шимчак, Г.
Пехота, С.
Набялек, А.
author_facet Чабаненко, В.В.
Васюков, В.Н.
Кочканян, Р.О.
Нечитайлов, М.М.
Шимчак, Г.
Пехота, С.
Набялек, А.
author_sort Чабаненко, В.В.
title Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения
title_short Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения
title_full Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения
title_fullStr Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения
title_full_unstemmed Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения
title_sort спектр эпр иона fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (c₂₁h₁₄br₄o₅s), особенности динамики молекул окружения
publisher Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate 2002
topic_facet Квантовые эффекты в полупpоводниках и диэлектриках
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130247
citation_txt Спектр ЭПР иона Fe³⁺ в бромкрезоловом зеленом (C₂₁H₁₄Br₄O₅S), особенности динамики молекул окружения / В.В. Чабаненко, В.Н. Васюков, Р.О. Кочканян, М.М. Нечитайлов, Г .Шимчак, С .Пехота, А. Набялек // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 1. — С. 66-72. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
series Физика низких температур
work_keys_str_mv AT čabanenkovv spektréprionafe3vbromkrezolovomzelenomc21h14br4o5sosobennostidinamikimolekulokruženiâ
AT vasûkovvn spektréprionafe3vbromkrezolovomzelenomc21h14br4o5sosobennostidinamikimolekulokruženiâ
AT kočkanânro spektréprionafe3vbromkrezolovomzelenomc21h14br4o5sosobennostidinamikimolekulokruženiâ
AT nečitajlovmm spektréprionafe3vbromkrezolovomzelenomc21h14br4o5sosobennostidinamikimolekulokruženiâ
AT šimčakg spektréprionafe3vbromkrezolovomzelenomc21h14br4o5sosobennostidinamikimolekulokruženiâ
AT pehotas spektréprionafe3vbromkrezolovomzelenomc21h14br4o5sosobennostidinamikimolekulokruženiâ
AT nabâleka spektréprionafe3vbromkrezolovomzelenomc21h14br4o5sosobennostidinamikimolekulokruženiâ
first_indexed 2025-07-09T13:08:42Z
last_indexed 2025-07-09T13:08:42Z
_version_ 1837174910729846784
fulltext Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1, c. 66–72 ×àáàíåíêî Â. Â., Âàñþêîâ Â. Í., Êî÷êàíÿí Ð. Î., Íå÷èòàéëîâ Ì. Ì., Øèì÷àê Ã., Ïåõîòà Ñ., Íàáÿëåê À.Ñïåêòð ÝÏÐ èîíà Fe3+ â áðîìêðåçîëîâîì çåëåíîì (C21H14Br4O5S), îñîáåííîñòè äèíàìèêè ìîëåêóë îêðóæåíèÿChabanenko V. V., Vasyukov V. N., Kochkanjan R. O., Nechitailov M. M., Szymczak G., Piechota S., and Nabjalek A.The EPR spectrum of a Fe3+ ion in bromcresol green (C21H14Br4O5S); the features in the dynamics of surrounding molecules Ñïåêòð ÝÏÐ èîíà Fe3+ â áðîìêðåçîëîâîì çåëåíîì (C21H14Br4O5S), îñîáåííîñòè äèíàìèêè ìîëåêóë îêðóæåíèÿ Â. Â. ×àáàíåíêî, Â. Í. Âàñþêîâ Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò èì. À. À. Ãàëêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû óë. Ð. Ëþêñåìáóðã, 72, ã. Äîíåöê, 83114, Óêðàèíà E-mail: chaban@host.dipt.donetsk.ua Ð. Î. Êî÷êàíÿí, Ì. Ì. Íå÷èòàéëîâ Èíñòèòóò ôèçèêî-îðãàíè÷åñêîé õèìèè è óãëåõèìèè èì. Ë. Ì. Ëèòâèíåíêî ÍÀÍ Óêðàèíû óë. Ð. Ëþêñåìáóðã, 70, ã. Äîíåöê, 83114, Óêðàèíà Ã. Øèì÷àê, Ñ. Ïåõîòà, À. Íàáÿëåê Institute of Physics, Polish Academy of Sciences, àl. Lotnikow 32/46, 02-668 Warsaw, Poland Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â påäàêöèþ 9 àïðåëÿ 2001 ã., ïîñëå ïåðåðàáîòêè 18 ñåíòÿáðÿ 2001 ã.  èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 4,2–295 Ê èññëåäîâàí ñïåêòð ÝÏÐ ïðèìåñíîãî èîíà Fe3+ â îðãàíè÷åñêîì âåùåñòâå áðîìêðåçîëîâîì çåëåíîì (C21H14Br4O5S). Ïðè òåìïåðàòóðå 4,2 Ê ñïåêòð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñóïåðïîçèöèþ äâóõ ëèíèé ñ ýôôåêòèâíûìè g-ôàêòîðàìè g1 = = 4,39 è g2 = 2,03. Ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû ïðîèñõîäèò ïåðåðàñïðåäåëåíèå èíòåíñèâ- íîñòåé ìåæäó ëèíèÿìè. Ïðè âîçðàñòàíèè òåìïåðàòóðû èíòåãðàëüíàÿ èíòåíñèâíîñòü ïåð- âîé ëèíèè óìåíüøàåòñÿ, à âòîðîé — óâåëè÷èâàåòñÿ. Âòîðàÿ îñîáåííîñòü òåìïåðàòóðíîãî èçìåíåíèÿ ñïåêòðà ÝÏÐ èîíà Fe3+ â C21H14Br4O5S ïðîÿâëÿåòñÿ â ýêñïîíåíöèàëüíîì âîçðàñòàíèè øèðèíû âòîðîé ðåçîíàíñíîé ëèíèè ïðè óìåíüøåíèè òåìïåðàòóðû. Îáíàðó- æåííûå â C21H14Br4O5S ñâîéñòâà ÝÏÐ ñïåêòðà ÿâëÿþòñÿ òèïè÷íûìè äëÿ ñèñòåì ñ ìíîãî- ìèíèìóìíûì ïîòåíöèàëîì è ïîçâîëÿþò îõàðàêòåðèçîâàòü äèíàìèêó ìîëåêóë îêðóæåíèÿ ìàãíèòíîãî èîíà.  iíòåðâàëi òåìïåpàòóp 4,2–295 Ê äîñëiäæåíî ñïåêòð ÅÏÐ äîìiøêîâîãî iîíà Fe3+ â îðãàíi÷í³é ðå÷îâèíi áðîìêðåîçîëîâîìó çåëåíîìó (C21H14Br4O5S). Ïðè òåìïåpàòópi 4,2 Ê ñïåêòð º ñóïåðïîçèöiºþ äâîõ ëiíié ç åôåêòèâíèìè g-ôàêòîðàìè g1 = 4,39 òà g2 = 2,03. Ïðè çíèæåííi òåìïåpàòópè âèíèêຠðîçïîäië iíòåíñèâíîñòåé ìiæ ëiíiÿìè. Ïðè çðîñòàííi òåìïåpàòópè iíòåãðàëüíà iíòåíñèâíiñòü ïåðøî¿ ëiíi¿ çìåíøóºòüñÿ, à äðóãî¿ — çáiëü- øóºòüñÿ. Äðóãà îñîáëèâiñòü òåìïåpàòópíîãî çìiíåííÿ ñïåêòðà ÅÏÐ iîíà Fe3+ ó C21H14Br4O5S ïðîÿâëÿºòüñÿ â åêñïîíåíöiàëüíîìó çðîñòàííi øèðèíè äðóãî¿ ðåçîíàíñíî¿ ëiíi¿ ïðè çìåíøåííi òåìïåpàòópè. Âèÿâëåíi ó C21H14Br4O5S âëàñòèâîñòi ÅÏÐ ñïåêòðà º òèïîâèìè äëÿ ñèñòåì ç áàãàòîìiíiìóìíèì ïîòåíöiàëîì i äîçâîëÿþòü ñõàðàêòåðèçóâàòè äèíàìiêó ìîëåêóë îòî÷åííÿ ìàãíiòíîãî iîíà. PACS: 76.30.Fc, 61.41.+e, 61.43.–j Ñïåêòð ÝÏÐ èîíà Fe3+ â áðîìêðåçîëîâîì çåëåíîì  ðàáîòàõ [1,2] îáíàðóæåíà íåîáû÷íàÿ òåìïåðà- òóðíàÿ çàâèñèìîñòü ñïåêòðà ÝÏÐ èîíà Fe3+ â ìåòàë- ëîîðãàíè÷åñêîì âåùåñòâå Na[FeO6(C10H8N)3] è ïîëèàíèëèíå.  ýòèõ âåùåñòâàõ ñïåêòð ÝÏÐ ïðåä- ñòàâëÿåò ñîáîé ñóïåðïîçèöèþ äâóõ ëèíèé. Ïðè óìåíüøåíèè òåìïåðàòóðû èíòåíñèâíîñòü îäíîé èç íèõ âîçðàñòàåò, à äðóãîé óáûâàåò òàê, ÷òî îäíà ëèíèÿ ñèëüíåå âûðàæåíà â îáëàñòè íèçêèõ (ãå- © Â. Â. ×àáàíåíêî, Â. Í. Âàñþêîâ, Ð. Î. Êî÷êàíÿí, Ì. Ì. Íå÷èòàéëîâ, Ã. Øèì÷àê, Ñ. Ïåõîòà, À. Íàáÿëåê, 2002 ëèåâûõ) òåìïåðàòóð, à äðóãàÿ — â îáëàñòè êîì- íàòíûõ. Ïåðâàÿ ëèíèÿ ïîëó÷èëà íàçâàíèå íèç- êîòåìïåðàòóðíîé (ÍÒ) ñîñòàâëÿþùåé ñïåêòðà âå- ùåñòâà, à äðóãàÿ — âûñîêîòåìïåðàòóðíîé (ÂÒ) [1,2]. Èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû ïðèâîäèò ê ïåðå- ðàñïðåäåëåíèþ èíòåíñèâíîñòè ïîãëîùåíèÿ ìåæäó ÍÒ è ÂÒ ñîñòàâëÿþùèìè ñïåêòðà. Ïîäîáíîå ïîâå- äåíèå ñïåêòðà ÝÏÐ ñâèäåòåëüñòâóåò î íåîáû÷íîé äèíàìèêå ìîëåêóë, îêðóæàþùèõ èîí Fe3+, êîòî- ðàÿ ìîæåò îêàçàòü ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà ðàç- ëè÷íûå ñâîéñòâà âåùåñòâ. Êðîìå òîãî, îòìåòèì, ÷òî èññëåäîâàíèå òàêèõ äèíàìè÷åñêèõ ïåðåõîäîâ èìååò ñàìîñòîÿòåëüíîå çíà÷åíèå, ïîñêîëüêó ñèñòåìû, ïðîÿâëÿþùèå äàí- íûå ñâîéñòâà, êàê ïðàâèëî, ÿâëÿþòñÿ ñèñòåìàìè ñ ìíîãîìèíèìóìíûì ïîòåíöèàëîì. Ýêñïåðèìåí- òàëüíî òàêèå ñèñòåìû èçó÷åíû íåäîñòàòî÷íî ïîë- íî. Îíè ìîãóò èìåòü ðàçëè÷íóþ ôèçè÷åñêóþ ïðè- ðîäó, íî îáùèì èõ ñâîéñòâîì ÿâëÿåòñÿ äâèæåíèå â ïîòåíöèàëüíîé ÿìå ñ íåñêîëüêèìè ìèíèìóìàìè, ðàçäåëåííûìè ïîòåíöèàëüíûì áàðüåðîì. Íàèáî- ëåå èçó÷åííîé ñèñòåìîé òàêîãî òèïà ÿâëÿåòñÿ ÿí- òåëëåðîâñêèé èîí äâóõâàëåíòíîé ìåäè â îêòàýä- ðè÷åñêîì îêðóæåíèè [3]. Îñîáåííîñòÿìè ñèñòåìû ñ ìíîãîìèíèìóìíûì ïîòåíöèàëîì â ñïåêòðå ÝÏÐ ÿâëÿþòñÿ: 1) íàëè÷èå ÍÒ è ÂÒ ñîñòàâëÿþùèõ ñïåêòðà ÝÏÐ, 2) ïåðåðàñ- ïðåäåëåíèå èíòåíñèâíîñòè ìåæäó ÍÒ è ÂÒ ñïåêò- ðàìè ïðè èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû. Äëÿ èîíà Fe3+ ýôôåêò ßíà–Òåëëåðà íå ïðî- ÿâëÿåòñÿ. Ïðè÷èíà òåìïåðàòóðíîãî ïåðåõîäà â ñïåêòðå ÝÏÐ, ñîãëàñíî [1,2], ñâÿçàíà ñ îñîáåííîñ- òÿìè ñòðóêòóðû ìàãíèòíîãî öåíòðà è îïðåäåëÿåò- ñÿ äèíàìèêîé ìîëåêóë, îêðóæàþùèõ ìàãíèòíûé èîí.  ðàáîòàõ [1,2] ñòðóêòóðà ìàãíèòíûõ öåíò- ðîâ îïðåäåëåíà íåäîñòàòî÷íî ïîëíî. Ýòî çàòðóä- íÿåò ïîñòðîåíèå ìîäåëè, îïèñûâàþùåé ïîâåäåíèå ìàãíèòíûõ öåíòðîâ. Äëÿ âûÿâëåíèÿ îïðåäåëÿþ- ùèõ îñîáåííîñòåé ìàãíèòíûõ öåíòðîâ íåîáõîäèìî èññëåäîâàíèå ýòèõ öåíòðîâ â äðóãèõ ìîëåêóëÿð- íûõ âåùåñòâàõ.  íàñòîÿùåé ðàáîòå èññëåäîâàí ñïåêòð ÝÏÐ ìàãíèòíûõ öåíòðîâ â C21H14Br4O5S. Èçó÷åíèå òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ñïåêòðà ÝÏÐ ïðèìåñíîãî èîíà Fe3+ â C21H14Br4O5S ïðåä- ñòàâëÿåò èíòåðåñ â ñâÿçè ñ ïðîÿâëåíèåì ýôôåêòà òåìïåðàòóðíîãî ïåðåõîäà îò íèçêîòåìïåðàòóðíîãî èñêàæåííîãî ñîñòîÿíèÿ ìàãíèòíîãî öåíòðà ê âû- ñîêîòåìïåðàòóðíîìó ñèììåòðè÷íîìó ñîñòîÿíèþ è âîçìîæíîñòüþ áîëåå äåòàëüíî îõàðàêòåðèçîâàòü îñîáåííîñòè äèíàìèêè áëèæàéøåãî îêðóæåíèÿ èîíà Fe3+ â C21H14Br4O5S. 2. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû Èññëåäîâàíèå ñïåêòðà ÝÏÐ âûïîëíåíî íà ñïåêòðîìåòðå ñ ÷àñòîòîé ÑÂ× ïîëÿ ν = (9,242 ± ± 0,001) ÃÃö â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð T = 4,2–295 Ê. Íà ðèñ. 1 ïðèâåäåíû ëèíèè ïîãëîùåíèÿ äëÿ òåìïåðàòóð 4,2; 10; 40; 295 Ê è èõ ïðîèçâîäíûå äëÿ êîìíàòíîé è ãåëèåâîé òåìïåðàòóð. Ëèíèè ïî- ãëîùåíèÿ (ðèñ. 1,à) ïîëó÷åíû ÷èñëåííûì èíòåã- ðèðîâàíèåì ýêñïåðèìåíòàëüíî çàïèñàííûõ ëèíèé (ðèñ. 1,á). Êàê ñëåäóåò èç ýòèõ äàííûõ, ñïåêòð ÝÏÐ C21H14Br4O5S ïðè T = 4,2 Ê ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñóïåðïîçèöèþ äâóõ ðåçîíàíñíûõ ëèíèé. Ðèñ. 1. Ñïåêòð ÝÏÐ èîíà Fe3+ â C21H14Br4O5S: ôîðìû ëèíèé ïîãëîùåíèÿ äëÿ òåìïåðàòóð T = 4,2; 10; 40 è 295 Ê (à); ïðîèçâîäíûå ëèíèé ïîãëîùåíèÿ äëÿ T = 4,2 è 295 Ê (á). Ëèíèè 3, 4 è 5 èñïîëüçîâàíû äëÿ êàëèáðîâêè ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ñïåêòð ÝÏÐ èîíà Fe3+ â áðîìêðåçîëîâîì çåëåíîì Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1 67 Çíà÷åíèå g-ôàêòîðà ëèíèè 1 ðàâíî g1 = 4,39 ± ± 0,03. Âòîðàÿ ëèíèÿ îïèñûâàåòñÿ g-ôàêòîðîì g2 = 2,08. Ïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû ïðèâîäèò ê ïåðåðàñïðåäåëåíèþ èíòåíñèâíîñòåé ëèíèé òàê, ÷òî ïðè òåìïåðàòóðå 295 Ê îñòàåòñÿ òîëüêî ðå- çîíàíñíàÿ ëèíèÿ 2. Ïðè ýòîé òåìïåðàòóðå îíà èìååò g-ôàêòîð g2 = 2,03 ± 0,02 è øèðèíó ∆Hpp = = 0,31 êÝ. Òðè óçêèå (∆Hpp ≈ 15 Ý) ðåçîíàíñíûå ëèíèè 3, 4 è 5 ñïåêòðà ÝÏÐ íà (ðèñ. 1,á) èñïîëüçîâàíû äëÿ êàëèáðîâêè ìàãíèòíîãî ïîëÿ è ïðèíàäëåæàò ìàãíèòíûì öåíòðàì, êîòîðûå íå âõîäÿò â ñòðóêòó- ðó èññëåäóåìîãî âåùåñòâà. Ïðè èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû g-ôàêòîðû ðåçî- íàíñíûõ ëèíèé 1 è 2 ñïåêòðà ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿþòñÿ (ðèñ. 1). Àíàëèç ïîâåäåíèÿ òåìïåðà- òóðíûõ çàâèñèìîñòåé èíòåíñèâíîñòè îáåèõ ëèíèé îáíàðóæèâàåò íåîáû÷íûå äëÿ ìåõàíèçìà ñïèí-ðå- øåòî÷íîé ðåëàêñàöèè èçìåíåíèÿ. Òàê, ïðè óâåëè- ÷åíèè òåìïåðàòóðû èíòåíñèâíîñòü ðåçîíàíñíîé ëèíèè 1 óìåíüøàåòñÿ âïëîòü äî ïîëíîãî èñ÷åçíî- âåíèÿ ïðè T = 295 Ê.  òî æå âðåìÿ èíòåíñèâ- íîñòü ëèíèè 2, íàîáîðîò, óâåëè÷èâàåòñÿ. Ïðè ýòîì øèðèíà ëèíèè 1 ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû íå- çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàåòñÿ (ñì. ðèñ. 2,à). Äëÿ êîëè÷åñòâåííîãî àíàëèçà íàáëþäàåìûõ îñîáåííîñòåé (ðèñ. 1,à) âî âñåì èçó÷àåìîì äèàïà- çîíå òåìïåðàòóð ïðîâåäåíî ðàçëîæåíèå íàáëþäàå- ìûõ ñïåêòðîâ ïîãëîùåíèÿ íà ñîñòàâëÿþùèå. Ðå- çóëüòàòû ýòîãî ðàçëîæåíèÿ äëÿ äâóõ êðàéíèõ çíà÷åíèé òåìïåðàòóð 4,2 è 295 Ê ïîêàçàíû íà ðèñ. 3. Íà ðèñóíêå ìîæíî âûäåëèòü äâå ðåçîíàíñ- íûå ëèíèè 1 è 2 è íåðåçîíàíñíûé «ôîí». Èíòåí- ñèâíîñòü «ôîíà» è ðåçîíàíñíûõ ëèíèé 1 è 2, à òàêæå èõ ôîðìà, âû÷èñëÿëèñü ïðè óñëîâèè ìèíè- ìàëüíîãî îòêëîíåíèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîé ðåçóëü- òèðóþùåé ëèíèè ïîãëîùåíèÿ (ïóíêòèðíûå ëè- íèè) îò ìîäåëüíîé òåîðåòè÷åñêè ðàññ÷èòàííîé ëèíèè ïîãëîùåíèÿ. Îáû÷íûé ìåõàíèçì óøèðåíèÿ ðåçîíàíñíîé ëè- íèè ñïåêòðà ÝÏÐ, îáóñëîâëåííûé ðåëàêñàöèîí- Ðèñ. 2. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü øèðèíû ëèíèé 1 (à) è 2 (á) íà ïîëóâûñîòå. Ðèñ. 3. Ðàçëîæåíèå ðåçóëüòèðóþùåé ëèíèè ïîãëîùå- íèÿ ñïåêòðà ÝÏÐ èîíà Fe3+ â C21H14Br4O5S (– – –) íà ñîñòàâëÿþùèå ðåçîíàíñíûå ëèíèè 1 è 2 è íåðåçîíàíñ- íûé «ôîí». Â. Â. ×àáàíåíêî è äð. 68 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1 íûìè ñïèí-ðåøåòî÷íûìè ïðîöåññàìè, ïðèâîäèò ê âîçðàñòàíèþ øèðèíû ëèíèè è óìåíüøåíèþ ïèêî- âîé èíòåíñèâíîñòè ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû. Îáíàðóæåííîå ïîâåäåíèå ëèíèè 1 ñïåêòðà (íåçíà- ÷èòåëüíîå (≈ 17%) óøèðåíèå ïðè ïîíèæåíèè òåì- ïåðàòóðû) ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî èçìåíåíèå åå èíòåíñèâíîñòè íå ñâÿçàíî ñ îáû÷íûì ðåëàê- ñàöèîííûì ìåõàíèçìîì óøèðåíèÿ ðåçîíàíñíîé ëèíèè. Äëÿ îáúÿñíåíèÿ íàáëþäàåìûõ îñîáåííîñòåé ïîãëîùåíèÿ â èññëåäóåìîì âåùåñòâå ðàññìîòðèì ìîäåëü, â êîòîðîé òåìïåðàòóðíîå èçìåíåíèå ñïåêòðà ÝÏÐ èîíà Fe3+ â C21H14Br4O5S ìîæåò áûòü îïèñàíî äâóìÿ ìåõàíèçìàìè. Ïåðâûé ìåõà- íèçì ïðèâîäèò ê îáû÷íîìó óìåíüøåíèþ èíòåã- ðàëüíîé èíòåíñèâíîñòè âñåõ âêëàäîâ ðåçóëü- òèðóþùåé ëèíèè ïîãëîùåíèÿ ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû è îïðåäåëÿåòñÿ òåìïåðàòóðíîé çà- âèñèìîñòüþ ðàçíîñòè çàñåëåííîñòåé ðåçîíàíñíûõ ñîñòîÿíèé. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ñóììàðíîé èíòåãðàëüíîé èíòåíñèâíîñòè ëèíèè ïîãëîùåíèÿ èîíà Fe3+ ïðèâåäåíà íà ðèñ. 4,à. Èíòåíñèâíîñòü, ïðåäñòàâëåííàÿ ñïëîøíîé ëèíèåé, îïèñûâàåòñÿ çàâèñèìîñòüþ J(T) = J0 th (hν/2kT). Âòîðîé ìåõàíèçì òåìïåðàòóðíîãî èçìåíåíèÿ ñïåêòðà ÝÏÐ èîíà Fe3+ â C21H14Br4O5S îïðåäå- ëÿåò ïðîöåññ ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ èíòåãðàëüíîé èí- òåíñèâíîñòè ìåæäó ëèíèÿìè 1 è 2 (ñì. ðèñ. 4,á). Íà ðèñóíêå ïðèâåäåíû òåìïåpàòópíûå çàâèñèìîñòè îòíîñèòåëüíûõ èíòåãðàëüíûõ èíòåíñèâíîñòåé ïåð- âîé J1R è âòîðîé J2R ëèíèé: J1R = J1/(J1 + J2), J2R = J2/(J1 + J2) − 0,889. Ýòè çàâèñèìîñòè ìîãóò áûòü àïïðîêñèìèðîâàíû ñëåäóþùèìè ñîîòíîøå- íèÿìè: J1R = 0,11(1 − e−E 0 /kT) , J2R = 0,11 e−E 0 /kT, (1) ãäå k — ïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà, E0 = 15 ñì−1 — ýôôåêòèâíàÿ ýíåðãèÿ àêòèâàöèè. Êðîìå îòìå÷åííûõ âûøå îñîáåííîñòåé òåìïå- ðàòóðíîãî ïîâåäåíèÿ èíòåíñèâíîñòåé ðåçîíàíñ- íûõ ëèíèé 1 è 2, â ñïåêòðå ÝÏÐ èîíà Fe3+ â C21H14Br4O5S íàáëþäàåòñÿ íåîáû÷íîå èçìåíåíèå øèðèíû ëèíèè 2. Ýòà çàâèñèìîñòü ïðèâåäåíà íà ðèñ. 2,á è ïîëó÷åíà â ðåçóëüòàòå ÷èñëåííîãî ðàç- ëîæåíèÿ ðåçóëüòèðóþùåé ëèíèè ïîãëîùåíèÿ íà ñîñòàâëÿþùèå. Âèäíî, ÷òî øèðèíà ëèíèè 2 íà ïîëóâûñîòå ýêñïîíåíöèàëüíî âîçðàñòàåò ïðè ïî- íèæåíèè òåìïåðàòóðû. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñè- ìîñòü ∆H2 ìîæåò áûòü àïïðîêñèìèðîâàíà ñîîòíî- øåíèåì ∆H2 = 0,986 + 0,498 e−(T−5)/8,14 (2) (ñïëîøíàÿ ëèíèÿ íà ðèñ. 2,á). Íåîáû÷íîå ïîâåäåíèå èíòåíñèâíîñòè ðåçîíàíñ- íîé ëèíèè 1 è øèðèíû ðåçîíàíñíîé ëèíèè 2 ñïåêòðà ÝÏÐ äàåò îñíîâàíèÿ ïîëàãàòü, ÷òî ëèíèè 1 è 2 âçàèìîñâÿçàíû. Ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ íàáëþäàåòñÿ òîëüêî ëèíèÿ 2, ïîýòîìó åå ìîæíî íàçâàòü «âûñîêîòåìïåðàòóðíûì» ñïåêòðîì ìàã- íèòíûõ öåíòðîâ èîíà Fe3+ â C21H14Br4O5S. Ðåçî- íàíñíàÿ ëèíèÿ 1 ïîÿâëÿåòñÿ ïðè ïîíèæåíèè òåì- ïåðàòóðû è äîñòèãàåò ìàêñèìàëüíîé èíòåíñèâíîñòè ïðè òåìïåðàòóðå T = 4,2 Ê, ïîýòîìó åå ìîæíî íàçâàòü «íèçêîòåìïåðàòóðíûì» ñïåêòðîì ÝÏÐ. 3. Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ Ñïåêòð ÝÏÐ, èññëåäîâàííûé â íàñòîÿùåé ðà- áîòå, ñîñòîèò èç äâóõ ðåçîíàíñíûõ ëèíèé (ðèñ. 1). Îäíà ëèíèÿ ñ ýôôåêòèâíûì g-ôàêòîðîì g1 ≈ 4,3, à äðóãàÿ — ñ g2 ≈ 2. Ëèíèè ñïåêòðà ÝÏÐ ñ òàêèìè g-ôàêòîðàìè õàðàêòåðíû äëÿ èîíîâ Fe3+ â ïîëè- êðèñòàëëè÷åñêîì âåùåñòâå. 1. Ðåçîíàíñíàÿ ëèíèÿ ñ g2 òèïè÷íà äëÿ ìíîãèõ ìàãíèòíûõ öåíòðîâ, â òîì ÷èñëå è äëÿ èîíà Fe3+. Ëèíèÿ 1 ñ g1 â îòëè÷èå îò ëèíèè 2 ñ g2 ÿâëÿåòñÿ ëèíèåé, õàðàêòåðíîé òîëüêî äëÿ èîíîâ ñî ñïèíîì Ðèñ. 4. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ñóììàðíîé èíòåã- ðàëüíîé èíòåíñèâíîñòè J(T)/J0 = th (hν/2kT) ëèíèé 1 è 2 (à) è îòíîñèòåëüíûõ èíòåãðàëüíûõ èíòåíñèâíîñ- òåé ëèíèé 1 (J1R) è 2 (J2R) (á); ■ — ýêñïåpèìåíò, J1R = J1/(J1 + J2); J2R = J2/(J1 + J2) − 0,889. Ñïåêòð ÝÏÐ èîíà Fe3+ â áðîìêðåçîëîâîì çåëåíîì Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1 69 S = 5/2. Òàê, íàïðèìåð, ðåçîíàíñíàÿ ëèíèÿ ñ g = 4,3 áûëà îáíàðóæåíà â ðÿäå ðàáîò [4–6] ïðè èññëåäîâàíèè ñïåêòðà ÝÏÐ èîíà æåëåçà â ñèëè- êàòíûõ ñòåêëàõ, â êîòîðûõ, êàê è â èçó÷åííîì íàìè ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîì îáðàçöå, íåò äàëüíåãî ïîðÿäêà. Ïîäðîáíûé àíàëèç ðåçóëüòàòîâ èññëåäî- âàíèÿ ñïåêòðà ÝÏÐ èîíîâ æåëåçà â àìîðôíûõ âåùåñòâàõ ïðèâåäåí â [7].  ýòîé ðàáîòå ïîêàçà- íî, ÷òî ñïåêòð, ñîñòîÿùèé èç äâóõ ðåçîíàíñíûõ ëèíèé ñ g ≈ 2 è g ≈ 4,3, ïðèíàäëåæèò èîíó Fe3+. Àâòîðû [7] òàêæå ïðåäïîëàãàþò, ÷òî ðåçîíàíñíûå ëèíèè ñ äàííûìè g-ôàêòîðàìè ìîãóò îòíîñèòüñÿ ê ðàçíûì ìàãíèòíûì öåíòðàì, êîòîðûå îòëè÷àþòñÿ âåëè÷èíîé íèçêîñèììåòðè÷íîé êîìïîíåíòû êðèñ- òàëëè÷åñêîãî ïîëÿ, äåéñòâóþùåãî íà ìàãíèòíûé èîí. Ëèíèÿ ñ g ≈ 2 ñîîòâåòñòâóåò öåíòðó, íèçêî- ñèììåòðè÷íàÿ êîìïîíåíòà êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ êîòîðîãî ìíîãî ìåíüøå ýíåðãèè Çååìàíà. Ëèíèÿ ñ g ≈ 4,3 ñîîòâåòñòâóåò öåíòðó, íèçêîñèììåòðè÷íàÿ êîìïîíåíòà êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ êîòîðîãî ìíî- ãî áîëüøå ýíåðãèè Çååìàíà. 2. Ïðîöåññ ïåðåõîäà îò íèçêîòåìïåðàòóðíîé ôîðìû ñïåêòðà ê âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ïðîèñõî- äèò íå ñêà÷êîîáðàçíî, à ïîñòåïåííî (ðèñ. 1,à è 4,á). Ïîýòîìó ñòðóêòóðíûå ôàçîâûå ïåðåõîäû íå ìîãóò áûòü ïðè÷èíîé òàêîãî òåìïåðàòóðíîãî èçìå- íåíèÿ èíòåíñèâíîñòè ñïåêòðà ÝÏÐ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî òåìïåðàòóðíûå èçìåíå- íèÿ, ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñ. 1, íå ìîãóò áûòü îáúÿñíåíû òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòüþ ïàðàìåò- ðîâ íà÷àëüíîãî ðàñùåïëåíèÿ D è E [2].  ýòîì ñëó÷àå ñïåêòð ñîñòîÿë áû èç îäíîé ðåçîíàíñíîé ëèíèè, êîòîðàÿ ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ ñîâïà- äàëà áû ñ ëèíèåé 1, à ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòó- ðû ïëàâíî ïåðåõîäèëà áû â ëèíèþ 2.  îáû÷íîé ñèòóàöèè èíòåíñèâíîñòü ðåçîíàíñ- íîé ëèíèè ÝÏÐ ïðîïîðöèîíàëüíà êîëè÷åñòâó ìàã- íèòíûõ èîíîâ äëÿ äàííîãî ïåðåõîäà. Íàáëþäàå- ìîå æå ïåðåðàñïðåäåëåíèå èíòåíñèâíîñòåé ëèíèé 1 è 2 (ðèñ. 1,a è 4,á) ñâèäåòåëüñòâóåò îá èçìåíå- íèè êîëè÷åñòâà ìàãíèòíûõ èîíîâ, ñîîòâåòñòâóþ- ùèõ ðàçëè÷íûì öåíòðàì. Àíàëèç òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ñïåêòðà ÝÏÐ, ïðèâåäåííîé íà ðèñ. 1 è 4, è ðåçóëüòàòû [7] ïîçâîëÿþò ñäåëàòü âûâîä, ÷òî ïî êðàéíåé ìåðå äëÿ ÷àñòè ìàãíèòíûõ öåíòðîâ íèçêîñèììåòðè÷íàÿ êîìïîíåíòà êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ, äåéñòâóþùàÿ íà èîí Fe3+ â C21H14Br4O5S, ïðè íèçêèõ òåìïåðà- òóðàõ ìíîãî áîëüøå ýíåðãèè Çååìàíà, à ïðè âûñî- êèõ, íàîáîðîò, ìíîãî ìåíüøå. Áîëåå ïðàâèëüíî, ïî-âèäèìîìó, òðàêòîâàòü îïèñàííûå òåìïåðàòóðíûå èçìåíåíèÿ ñïåêòðà ÝÏÐ íå êàê ïåðåìåùåíèå èîíîâ Fe3+ èç îäíîé íåýêâèâàëåíòíîé ïîçèöèè â äðóãóþ, à êàê ïåðå- õîä ìàãíèòíîãî öåíòðà èç îäíîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå. 3. Ñëåäóåò îòäåëüíî ïîä÷åðêíóòü íàëè÷èå ðÿäà õàðàêòåðíûõ ñâîéñòâ èññëåäîâàííûõ ìàãíèòíûõ öåíòðîâ: à) ñóùåñòâîâàíèå íèçêîòåìïåðàòóðíîãî íèçêîñèììåòðè÷íîãî è âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî âû- ñîêîñèììåòðè÷íîãî ñîñòîÿíèé ìàãíèòíûõ öåíòðîâ; á) íàëè÷èå òåìïåðàòóðíîé îáëàñòè îäíîâðåìåííî- ãî íàáëþäåíèÿ ñïåêòðà ÝÏÐ îáîèõ ñîñòîÿíèé; ñ) óìåíüøåíèå ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû èíòåíñèâ- íîñòè íèçêîòåìïåðàòóðíîé ñîñòàâëÿþùåé ñïåêòðà è óâåëè÷åíèå èíòåíñèâíîñòè âûñîêîòåìïåðàòóðíîé. Îïèñàííîå õàðàêòåðíîå ïîâåäåíèå ìàãíèòíûõ öåíòðîâ ïðèñóùå ñèñòåìàì ñ ìíîãîìèíèìóìíûì ïîòåíöèàëîì. Íàèáîëåå èçó÷åííîé ñèñòåìîé ñ ìíîãîìèíèìóìíûì ïîòåíöèàëîì ÿâëÿåòñÿ ÿí-òåë- ëåðîâñêèé èîí äâóõâàëåíòíîé ìåäè â îêòàýä- ðè÷åñêîì êðèñòàëëè÷åñêîì îêðóæåíèè. Òåìïå- ðàòóðíûå èçìåíåíèÿ èíòåíñèâíîñòè ñïåêòðîâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ íèçêîñèììåòðè÷íûì è âûñîêî- ñèììåòðè÷íûì ñîñòîÿíèÿì, äëÿ òàêèõ ñèñòåì îáû÷íî îïèñûâàþò ñ ïîìîùüþ ìîäåëè «äèíàìè- ÷åñêîãî óñðåäíåíèÿ» [8]. Ñîãëàñíî ýòîé ìîäåëè, ñïåêòð è äåôîðìàöèè óñðåäíÿþòñÿ â ðåçóëüòàòå áûñòðûõ «ïåðåñêîêîâ» ñèñòåìû èç îäíîé ïîòåí- öèàëüíîé ÿìû â äðóãóþ. Ýòîò ìåõàíèçì äèíàìè- ÷åñêîãî óñðåäíåíèÿ äåôîðìàöèé îïèñàí âî ìíî- ãèõ ðàáîòàõ. Ñîâïàäåíèå òåìïåðàòóðíûõ èçìåíåíèé ñïåêòðà ÝÏÐ èîíà Fe3+ â C21H14Br4O5S ñ àíàëîãè÷íûìè òåìïåðàòóðíûìè èçìåíåíèÿìè ñïåêòðà ÝÏÐ õîðî- øî èçó÷åííîé ñèñòåìû ñ ìíîãîìèíèìóìíûì ïî- òåíöèàëîì äàþò îñíîâàíèå ïðåäïîëàãàòü, ÷òî ìî- ëåêóëû îêðóæåíèÿ èîíà Fe3+ â C21H14Br4O5S èìåþò íåñêîëüêî ýêâèâàëåíòíûõ ïî ýíåðãèè äå- ôîðìàöèé, ñîîòâåòñòâóþùèõ íèçêîé ñèììåòðèè îêðóæåíèÿ èîíà Fe3+.  ýòîì ñëó÷àå ïðè÷èíîé íåîáû÷íîãî òåìïåðàòóðíîãî èçìåíåíèÿ ñïåêòðà ÿâëÿåòñÿ îñîáåííîñòü äèíàìèêè ìîëåêóë, îêðóæà- þùèõ èîí Fe3+. Ïðè ýòîì ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî Fe3+ ÿâëÿåòñÿ S-èîíîì è ïðîÿâëåíèå ýôôåêòà ßíà–Òåëëåðà â îáû÷íîì ïîíèìàíèè äëÿ äàííîãî èîíà ìàëîâå- ðîÿòíî. Îäíàêî ìíîãîìèíèìóìíàÿ ñèñòåìà â C21H14Br4O5S âîçìîæíà. Ïðèðîäà ýòîé ñèñòåìû, ïî-âèäèìîìó, àíàëîãè÷íà îïèñàííîé â ðàáîòå [9] è íàáëþäàþùåéñÿ â ñïåêòðå ÝÏÐ èîíà Fe3+ â ïîëèïàðàôåíèëåíå. Ñîãëàñíî [9], èîí Fe3+ èìååò ñòàöèîíàðíîå ïîëîæåíèå ìåæäó äâóìÿ àðîìàòè- ÷åñêèìè ôðàãìåíòàìè ñîñåäíèõ ìîëåêóë ïîëèïàðàôå- íèëåíà. Ðàñ÷åò ýíåðãèè ìàãíèòíîãî öåíòðà, ïðîâå- äåííûé â [9], ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðè îïðåäåëåííîì çíà÷åíèè ðàññòîÿíèÿ ìåæäó àðîìàòè÷åñêèìè ôðàãìåíòàìè ñòàöèîíàðíîå ïîëîæåíèå èîíà Fe3+ Â. Â. ×àáàíåíêî è äð. 70 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1 ðàñïîëîæåíî íå â öåíòðå, à ñìåùåíî ê îäíîìó èç ôðàãìåíòîâ. Åñëè àðîìàòè÷åñêèå ôðàãìåíòû ýê- âèâàëåíòíû, òî ìàãíèòíûé èîí èìååò äâà ñòàöèî- íàðíûõ ïîëîæåíèÿ, êîòîðûå ðàçäåëåíû ïîòåíöè- àëüíûì áàðüåðîì.  ðàìêàõ ñèñòåìû ñ ìíîãîìèíèìóìíûì ïîòåí- öèàëîì óäàåòñÿ îáúÿñíèòü íåîáû÷íóþ òåìïåðà- òóðíóþ çàâèñèìîñòü èíòåíñèâíîñòè ðåçîíàíñíîé ëèíèè 1 (ðèñ. 1) ñïåêòðà ÝÏÐ, íåîáû÷íîå ïîâåäå- íèå øèðèíû ðåçîíàíñíîé ëèíèè 2 (ðèñ. 2,á) è ðÿä äðóãèõ îñîáåííîñòåé òåìïåðàòóðíîãî èçìåíåíèÿ ñïåêòðà. Ôèçè÷åñêàÿ êàðòèíà ïðîèñõîäÿùèõ ïðè ýòîì ÿâëåíèé ìîæåò ñîñòîÿòü â ñëåäóþùåì. Ïðè ãåëèåâîé òåìïåðàòóðå ìîëåêóëû îêðóæå- íèÿ «çàìîðîæåíû» íà äíå ïîòåíöèàëüíûõ ÿì, ñîîòâåòñòâóþùèõ íàèáîëüøåé âåëè÷èíå íèçêî- ñèììåòðè÷íîé êîìïîíåíòû êðèñòàëëè÷åñêîãî ïî- ëÿ. Ïðè ýòîì àíèçîòðîïèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ìàêñèìàëüíà è ïîýòîìó íàáëþäàåòñÿ ðåçîíàíñíàÿ ëèíèÿ 1. Ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû ÷àñòü ìàã- íèòíûõ öåíòðîâ ïåðåõîäèò âîçáóæäåííûå âèáðîí- íûå ñîñòîÿíèÿ. Âîçáóæäåííûå ñîñòîÿíèÿ ñèñòåì ñ ìíîãîìèíèìóìíûì ïîòåíöèàëîì, êàê ïðàâèëî, ìåíåå àíèçîòðîïíû, ÷åì îñíîâíûå [3]. Íàäáàðü- åðíûå ñîñòîÿíèÿ (ñîñòîÿíèÿ, ýíåðãèÿ êîòîðûõ áîëüøå âûñîòû áàðüåðà, ðàçäåëÿþùåãî ïîòåíöè- àëüíûå ÿìû [3]) íàèìåíåå àíèçîòðîïíû. Çàñåëå- íèå íàäáàðüåðíûõ ñîñòîÿíèé óâåëè÷èâàåò âêëàä â ðåçîíàíñíóþ ëèíèþ 2 ñïåêòðà ÝÏÐ (ðèñ. 1,a è 4,á). Óâåëè÷åíèå êîëè÷åñòâà ìàãíèòíûõ öåíòðîâ, íàõîäÿùèõñÿ â âîçáóæäåííîì ñîñòîÿíèè, ïðèâî- äèò ê óìåíüøåíèþ êîëè÷åñòâà ìàãíèòíûõ öåíòðîâ â îñíîâíîì ñîñòîÿíèè. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî ÿâëÿåò- ñÿ ïðè÷èíîé óìåíüøåíèÿ èíòåíñèâíîñòè ðåçî- íàíñíîé ëèíèè 1 ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû (ñì. ðèñ. 1,a è 4,á). Íåîáû÷íàÿ òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü øèðè- íû ðåçîíàíñíîé ëèíèè 2 (ðèñ. 2,á) ñâÿçàíà ñ ðàñïðåäåëåíèåì ìàãíèòíûõ öåíòðîâ ïî âîçáóæ- äåííûì ñîñòîÿíèÿì. ×åì âûøå ýíåðãèÿ âîçáóæ- äåííîãî ñîñòîÿíèÿ, òåì ìåíüøå ìàãíèòíûé èîí ÷óâñòâóåò íèçêîñèììåòðè÷íîå ýëåêòðè÷åñêîå ïî- ëå. Åñëè ýíåðãèÿ âîçáóæäåíèÿ áîëüøå âûñîòû áàðüåðà ìåæäó ïîòåíöèàëüíûìè ÿìàìè (íàäáàðü- åðíûå ñîñòîÿíèÿ), âëèÿíèå ýòîé êîìïîíåíòû ñòà- íîâèòñÿ ìèíèìàëüíûì èëè ðàâíûì íóëþ. Ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ áîëüøàÿ ÷àñòü ìàã- íèòíûõ öåíòðîâ íàõîäèòñÿ â íàäáàðüåðíûõ ñîñòî- ÿíèÿõ. Ñïåêòð ÝÏÐ ýòèõ öåíòðîâ îïðåäåëÿåòñÿ g-ôàêòîðîì ïåðåõîäà +1/2 ↔ −1/2. Çíà÷åíèå g- ôàêòîðà ðåçîíàíñíîé ëèíèè, ñîîòâåòñòâóþùåé ýòîìó ïåðåõîäó, áëèçêî ê çíà÷åíèþ g = 2,0. Ïðè ýòîì øèðèíà ðåçîíàíñíîé ëèíèè âêëàäà ýòîãî ïåðå- õîäà îòíîñèòåëüíî íåâåëèêà è ñîñòàâëÿåò ∆H2 = = 0,986 êÝ (ñì. ðèñ. 2,á). Ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü ìàãíèòíûõ öåíòðîâ íàõîäèòñÿ â ïîäáàðüåðíûõ âîçáóæäåííûõ ñîñòîÿíèÿõ. ×åì ìåíüøå ýíåðãèÿ âîçáóæäåíèÿ, òåì áîëüøå âëèÿíèå íèçêîñèììåò- ðè÷íîé êîìïîíåíòû ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ è òåì äàëüøå ðàñïîëîæåíû ðåçîíàíñíûå ëèíèè ïåðåõîäîâ ±5/2 ↔ ±3/2 îò ëèíèè ïåðåõîäà +1/2 ↔ −1/2.  ðåçóëüòàòå îðèåíòàöèîííîãî óñðåäíåíèÿ ïî íà- ïðàâëåíèÿì îñåé ñèììåòðèè âêëàä ïåðåõîäîâ ±5/2 ↔ ±3/2 è ±3/2 ↔ ±1/2 â îáëàñòè íèçêèõ òåìïåðàòóð ïðèâåäåò ê óøèðåíèþ ðåçîíàíñíîé ëèíèè 2. ×åì íèæå òåìïåðàòóðà, òåì áîëüøå âêëàä â ëèíèþ 2 ïîäáàðüåðíûõ âîçáóæäåííûõ ñîñòîÿíèé ïî ñðàâíåíèþ ñ íàäáàðüåðíûìè. Ýòî ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé óøèðåíèÿ ðåçîíàíñíîé ëèíèè 2 ïðè óìåíüøåíèè òåìïåðàòóðû. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî îïèñàííûé ìåõàíèçì òåìïåðàòóðíîãî èçìåíåíèÿ ñïåêòðà ÝÏÐ â ÷èñòîì âèäå äîëæåí ïðèâîäèòü ê ïîëíîìó èñ÷åçíîâåíèþ ëèíèè 2 ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ. Èìåííî òàêîå èçìåíåíèå íàáëþäàëîñü â [1]. Äëÿ C21H14Br4O5S íàáëþäàåòñÿ ïîäîáíîå ïåðåðàñïðåäåëåíèå ýíåð- ãèè. Îäíàêî äàæå ïðè T = 4,2 Ê ëèíèÿ 2 èìååò åùå çíà÷èòåëüíóþ èíòåíñèâíîñòü. Ïî-âèäèìîìó, ýòî ñâÿçàíî ñ íàëè÷èåì ñòàòè÷åñêîãî ðàñïðåäåëå- íèÿ äåôîðìàöèé ìîëåêóëÿðíîãî îêðóæåíèÿ ìàã- íèòíîãî èîíà, êîòîðîå, êàê è â [9], ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ ìàãíèòíûõ öåíòðîâ äâóõ òèïîâ: ñèììåòðè÷íîãî öåíòðà, êîòîðûé äàåò âêëàä â ëèíèþ 2, è íåñèììåòðè÷íîãî, äëÿ êîòîðîãî ïðîÿâ- ëÿþòñÿ ñâîéñòâà ìîíîãîìèíèìóìíîé ñèñòåìû. 4. Çàêëþ÷åíèå Èññëåäîâàíèÿ ðåçîíàíñíûõ ëèíèé ÑÂ× ïîãëî- ùåíèÿ ïðèìåñíûõ èîíîâ Fe3+ â áðîìêðåçîëîâîì çåëåíîì ïîçâîëèëè îõàðàêòåðèçîâàòü äèíàìèêó ìîëåêóë ýòîãî âåùåñòâà. Ïîêàçàíî, ÷òî â ðàìêàõ ïðåäëîæåííîé ìîäåëè äèíàìè÷åñêèõ ïåðåõîäîâ óäàåòñÿ îáúÿñíèòü òåìïåðàòóðíîå èçìåíåíèå ñïåêò- ðîâ ÝÏÐ ðÿäà ìîëåêóëÿðíûõ âåùåñòâ, îáùèì ñâîéñòâîì êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå ôèçè÷åñêèõ ñèñòåì ñ ìíîãîìèíèìóìíûì ïîòåíöèàëîì. 1. Â. Ï. Äüÿêîíîâ, Â. Í. Âàñþêîâ, Â. À. Øàïîâàëîâ, Å. È. Àêñèìåíòüåâà, Ã. Øèì÷àê, Ñ. Ïåõîòà, ÔÒÂÄ 8, 60 (1998). 2. Â. Í. Âàñþêîâ, Â. Ï. Äüÿêîíîâ, Â. Øàïîâàëîâ, Å. È. Àêñèìåíòüåâà, H. Szymczak, S. Piehota, ÔÍÒ 26, 363 (2000). 3. Â. Í. Âàñþêîâ, Á. ß. Ñóõàðåâñêèé, ÔÍÒ 20, 821 (1994). Ñïåêòð ÝÏÐ èîíà Fe3+ â áðîìêðåçîëîâîì çåëåíîì Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1 71 4. T. Castner, G. S. Newell, W. C. Holton, and C. P. Slechter, J. Chem. Phys. 32, 668 (1960). 5. E. Burzo, M. Chipara, D. Ungur, and I. Ardelean, Phys. Status Solidi B124, K117 (1984). 6. R. Sing, J. Phys. D: Appl. Phys. 17, 157 (1984). 7. ß. Ã. Êëÿâà, ÝÏÐ-ñïåêòðîñêîïèÿ íåóïîðÿäî÷åí- íûõ òâåðäûõ òåë, Çíàíèå, Ðèãà (1988). 8. À. Àáðàãàì, Á. Áëèíè, Ýëåêòðîííûé ïàðàìàãíèò- íûé ðåçîíàíñ ïåðåõîäíûõ èîíîâ, Ìèð, Ìîñêâà (1973), ò. 2. 9. V. N. Vasyukov, V. A. Shapovalov, V. P. Dyak- onov, A. F. Dmitruk, E. I. Aksimentjeva, H. Szym- czak, and S. Piechota, Investigation of Structure of Fe3+ Magnetic Center in Polyparaphenylene, III Âñå- ðîñ. øêîëà-ñåìèíàð ïî êâàíòîâîé è âû÷èñëè- òåëüíîé õèìèè èì. Â. À. Ôîêà, Â. Íîâãîðîä, 21–25 ìàÿ 2001 ã., ñòð. 39. The EPR spectrum of a Fe3+ ion in bromcresol green (C21H14Br4O5S); the features in the dynamics of surrounding molecules V. V. Chabanenko, V. N. Vasyukov, R. O. Kochkanjan, M. M. Nechitailov, G. Szymczak, S. Piechota, and A. Nabjalek The EPR spectrum of an impurity Fe3+ ion in the organic bromcresol green (C21H14Br4O5S) has been investigated in the temperature range T = 4.2–295 Ê. For T = 4.2 K the spectrum is a superposition of two lines with effective g- factors g1 = 4.39 and g2 = 2.03. As the tem- perature is decreased the intensities is re- distributed between the lines. The integral intensity of line 1 decreases and the intensity of line 2 increases with increasing temperature. The second feature of the temperature change of the EPR spectrum of the ion Fe3+ in C21H14Br4O5S is an exponential increase of width of resonance line 2 with decreasing of temperature. The properties of the EPR spec- trum observed in C21H14Br4O5S are typical of systems with a multiminimum potential and permit the molecular dynamics of a surrounded magnetic ion to be characterized. Â. Â. ×àáàíåíêî è äð. 72 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 1

Ähnliche Einträge