Релятивистский расчёт примесных цериевых центров в кристалле флюорита

Abstract

На примере кубических и тетрагональных центров иона Ce² в кристалле CaF₂ исследовано влияние релятивистских эффектов на штарк-структуру примесного иона. Расчёты проведены в рамках модели точечной решётки с использованием техники эффективных операторов и релятивистском варианте. Наряду с релятивистскими учтены эффекты экранирования кристаллического поля и поляризации кристалла избыточными зарядами примесного центра. Показано, что учёт перечисленных эффектов существенно улучшает согласие теории и эксперимента, при этом основную роль играет перенормировка параметров кристаллического поля, а перераспределение электронной плоскости примесного иона по сравнению с нерелятивистским случаем приводит лишь к незначительному увеличению штарк-расщеплений, Установлено, что чисто релятивистское взаимодействие спинового и орбитального моментов 4f- электрона с кристаллическим полем вносит пренебрежительно малый вклад в штарк-структуру примеси.Предложено учитывать влияние релятвизма в рамках нерелятивистской теории кристаллического поля путём использования эффективных релятивистских радиальных интегралов вместо соответствующих одноэлектронных нерелятивистских.