EPR trong kính barium borosilicate chứa ion titanium

Journal of Materials Science - Tập 14 - Trang 2215-2224 - 1979
B. S. Rawal1, J. T. Warden2
1Department of Materials Engineering, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, USA
2Chemistry Department, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, USA

Tóm tắt

Quang phổ EPR đã được nghiên cứu trong một loại kính barium borosilicate có tỷ lệ mol tương đương chứa từ 0 đến 12 mol% ion titanium. Tỷ lệ nồng độ valence được định nghĩa là tỷ lệ giữa nồng độ trạng thái valence thấp của ion kim loại chuyển tiếp Ti3+ so với tổng nồng độ của ion kim loại chuyển tiếp Ti3+ + Ti4+, được thay đổi từ 0.15 đến 0.85 tại mỗi nồng độ. Các quang phổ được nghiên cứu như một hàm của nhiệt độ xuống đến 15 K. Một đỉnh hấp thụ rộng, bất đối xứng được quan sát với giá trị hiệu dụng g ~ 1.938 tại nhiệt độ phòng. Hiện tượng hấp thụ này được quy cho trường ligand octahedral bị biến dạng tetragonal xung quanh ion Ti3+. Giá trị g giảm khi nhiệt độ giảm, với một chuyển tiếp rõ ràng giữa 60 và 100 K. Đi kèm với sự giảm này là sự mở rộng rõ rệt của các đường cong với một chuyển tiếp trong cùng khoảng chuyển tiếp đó. Những quan sát này và các quan sát khác được giải thích dựa trên sự kéo dài thời gian thư giãn spin-mạng trong khoảng chuyển tiếp này và sự chuyển tiếp này tương tự như hiện tượng thu hẹp vận động NMR trong các vật rắn. Nhiều quan sát ở nhiệt độ thấp gợi ý một sự phân bố không ngẫu nhiên của các ion titanium trong các loại kính này.

Từ khóa

#EPR #kính barium borosilicate #ion titanium #ion kim loại chuyển tiếp #nhiệt độ thấp #spin-lattice relaxation.

Tài liệu tham khảo

R. H. Doremus, “Glass Science” (Wiley, New York, 1973) p. 80. B. S. Rawal, Ph.D. Thesis, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, New York (1977). B. S. Rawal andR. K. Maccrone,J. Non-Cryst. Solids 28 (1978) 347. Idem, in Proceedings of the Fourth International Conference on the Physics of Non-Crystalline Solids, Clausthal, Zellerfeld, edited by G. H. Frischat (Trans. Tech. Publications, Cleveland, Ohio, 1977) p. 332. Idem, J. Non-Cryst. Solids28 (1978) 337. N. F. Mott andE. A. Davis, “Electronic Processes in Non-Crystalline Solids” (Oxford, London, 1971). A. Paul,J. Mater. Sci. 10 (1975) 692. S. Arafa andA. Bishay,Phys. Chem. Glasses 11 (1970) 755. H. Bohm andG. Bayer,J. Phys. Chem. Solids 31 (1970) 2125. N. R. Yafaev andYu. V. Yablokov,Soviet Phys. Solid State 4 (1963) 1123. G. E. Pake andT. L. Estle, “The Physical Principles of Electron Paramagnetic Resonance” (W. A. Benjamin, Inc., Reading, Mass., 1973) p. 86. D. Sutton, “Electronic Spectra of Transition Metal Complexes” (McGraw Hill, New York, 1968) p. 104. H. Hartmann andH. L. Schlafer,Z. Phys. Chem. 197 (1951) 116. H. Lipson,Proc. Roy. Soc. A. 152 (1935) 347. D. L. Griscom, P. C. Taylor, D. A. Ware andP. J. Bray,J. Chem. Phys. 48 (1968) 5158. P. C. Taylor andP. J. Bray,J. Magn. Resonance 2 (1970) 305. G. E. Peterson, C. R. Kurkjian andA. Carnavale,Phys. Chem. Glasses 15 (1974) 52. Idem, ibid. 17 (1976) 88. J. E. Jellison, P. J. Bray andP. C. Taylor,ibid. 17 (1976) 35. C. P. Poole, “Electron Paramagnetic Resonance” (Interscience, New York, 1967) Ch. 20. N. Bloembergen, E. M. Purcell andR. V. Pound,Phys. Rev. 73 (1948) 679. H. S. Gutowsky andG. E. Pake,J. Chem. Phys. 18 (1950) 162. J. R. Hendrickson andP. J. Bray,J. Magn. Reson. 9 (1973) 341. B. S. Rawal,J. Non-Cryst. Solids. (to be submitted). J. R. Bolton andJ. T. Warden,Int. Rev. Sci.: Phys. Chem., Series 1,4 (1972) 347. S. J. Wyard,J. Sci. Instrum. 42 (1965) 769. J. R. Hendrickson andP. J. Bray,J. Chem. Phys. 61 (1974) 2754.