journal article·2015-05

Determination of superposition model parameters required for analysis of the zero-field splitting parameters for Ni2+ ions in NiO6 complexes

Paweł Gnutek, Muhammed Açıkgöz, Czesław Rudowicz

Publisher page

Abstract

Abstract Superposition model (SPM) analysis of the zero-field splitting parameters (ZFSPs), in short SPM/ZFSP, enables correlation of crystallographic, spectroscopic, and magnetic data for transition ions with an orbitally non-degenerate ground state in crystals. SPM analysis of ZFSPs requires knowledge of the model parameters, i.e. the intrinsic parameters – b ¯ k ( R 0 ) , power law exponents – tk, and the reference distance – R0. An extensive survey of literature has revealed that the model parameters for Ni2+ (S=1) ions are not available as yet. Hence, in this study we set for determination of the model parameters sets applicable for SPM/ZFSP analysis of Ni2+ ions in the six-fold coordinated NiO6 with axial symmetry. Our method utilizes the relationships between the intrinsic parameters b ¯ k ( R 0 ) and the experimental data for the uniaxial-stress parameters obtained for Ni2+ ions in several crystals. The present results enable modeling of the ZFSP b 2 0 = D for Ni2+ (S=1) ions, which hitherto has been hindered by the lack of suitable model parameters sets. Applications of SPM/ZFSP analysis are carried out for Ni2+ ions doped into α-Al2O3 (corundum), α-LiIO3, and LiNbO3, as well as the series of fluosilicate crystals with general formula: ABF6·6R2O (A=Zn, Mg, Co, Ni, Fe; B=Si, Ti, Sn, BF4; R=H, D). These results will be utilized in studies of Ni2+-based systems suitable for pressure sensors in high-pressure electron magnetic resonance (EMR) measurements and spectroscopic properties of Ni2+ ions in Haldane gap systems.
Source: openaire · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Luminescence Properties of Advanced Materials · Solid-state spectroscopy and crystallography · Crystal Structures and Properties

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

References (83)

Show source-provided references
1. Pilbrow · 1992
2. Mabbs · 1992
3. S.K. Misra, Ed., Multifrequency Electron Paramagnetic Resonance, Wiley-VCH, Weinheim, 2011; Erratum, S.K. Misra, C. Rudowicz, http://www.wiley-vch.de/publish/dt/books/ISBN3-527-40779-0
4. Rudowicz · Magn. Reson. Rev. · 1987 · 13 · 1
5. Rudowicz · Magn. Res. Rev. · 1987 · 13 · 335
6. Rudowicz · Appl. Spectrosc. Rev. · 2001 · 36 · 1110.1081/ASR-100103089 ↗
7. Bunker · 2010
8. 2004
9. Newman · Rep. Prog. Phys. · 1989 · 52 · 69910.1088/0034-4885/52/6/002 ↗
10. Gnutek · Opt. Mater. · 2010 · 32 · 116110.1016/j.optmat.2010.03.024 ↗
11. Açıkgöz · Chem. Phys. Lett. · 2012 · 402 · 83
12. Andrut · 2004 · 16 · 145
13. Boča · Coord. Chem. Rev. · 2004 · 248 · 75710.1016/j.ccr.2004.03.001 ↗
14. Boča · Struct. Bond. · 2006 · 117 · 110.1007/b136907 ↗
15. Titiš · Inorg. Chem. · 2010 · 49 · 397110.1021/ic902569z ↗
16. Titiš · Inorg. Chem. · 2011 · 50 · 1183810.1021/ic202108j ↗
17. Titiš · Inorg. Chem. Commun. · 2013 · 35 · 7210.1016/j.inoche.2013.05.031 ↗
18. Wu · Opt. Mater. · 2013 · 35 · 98310.1016/j.optmat.2012.12.004 ↗
19. Fang · J. Magn. Magn. Mater. · 2013 · 329 · 8810.1016/j.jmmm.2012.09.061 ↗
20. Fang · Physica B · 2013 · 408 · 16910.1016/j.physb.2012.09.031 ↗
21. Li · Chem. Phys. Lett. · 2008 · 462 · 13310.1016/j.cplett.2008.07.053 ↗
22. Zhao · Mol. Phys · 2009 · 107 · 13310.1080/00268970902724914 ↗
23. Yu · Phys. Rev. B · 1994 · 50 · 675610.1103/PhysRevB.50.6756 ↗
24. Yeom · Phys. Rev. B · 1996 · 53 · 341510.1103/PhysRevB.53.3415 ↗
25. Fang · Spectrochim. Acta A · 2008 · 71 · 73910.1016/j.saa.2008.06.005 ↗
26. Erdem · Ferroelectrics · 2008 · 363 · 3910.1080/00150190802014396 ↗
27. Erdem · J. Nanosci. Nanotechnol. · 2008 · 8 · 70210.1166/jnn.2008.D002 ↗
28. Sakurai · Rev. Sci. Inst. · 2007 · 78 · 06510710.1063/1.2746818 ↗
29. Rudowicz · Appl. Mag. Res. · 2013 · 44 · 89910.1007/s00723-013-0448-8 ↗
30. Mito · J. Phys. Soc. Jpn. · 2003 · 72 · 39910.1143/JPSJ.72.399 ↗
31. Rudowicz · J. Phys. C: Solid State Phys. · 1985 · 18 · 141510.1088/0022-3719/18/7/009 ↗
32. Rudowicz · J. Phys. Condens. Matter · 2004 · 16 · 582510.1088/0953-8984/16/32/018 ↗
33. Rudowicz · J. Phys.: Condens. Matter · 2000 · 12 · L417
34. Müller · J. Phys. C: Solid State Phys. · 1983 · 16 · 686110.1088/0022-3719/16/35/016 ↗
35. Heming · 1987 · 163
36. Heming · Chem. Phys. Lett. · 1981 · 80 · 23510.1016/0009-2614(81)80099-1 ↗
38. Stedman · J. Phys. C: Solid State Phys. · 1975 · 8 · 107010.1088/0022-3719/8/7/522 ↗
39. Newman · J. Phys. C: Solid State Phys. · 1976 · 9 · 428510.1088/0022-3719/9/23/013 ↗
40. Siegel · Phys. Rev. B · 1979 · 19 · 10910.1103/PhysRevB.19.109 ↗
41. Oseroff · J. Phys. Chem. Solids · 1972 · 33 · 227510.1016/S0022-3697(72)80301-9 ↗
42. Feher · Phys. Rev. · 1964 · 136 · A14510.1103/PhysRev.136.A145 ↗
43. Zheng · J. Phys.: Condens. Matter · 1989 · 1 · 5667
44. Zheng · Phys. Lett. A · 1989 · 137 · 30910.1016/0375-9601(89)90251-X ↗
45. Watkins · Bull. Am. Phys. Soc. · 1962 · 7 · 29
46. Lewis · Phys. Rev. · 1967 · 164 · 27110.1103/PhysRev.164.271 ↗
47. Brog · Phys. Rev. B · 1970 · 1 · 414410.1103/PhysRevB.1.4144 ↗
48. Zdansky · Phys. Rev. · 1967 · 159 · 20110.1103/PhysRev.159.201 ↗
49. Tucker · Phys. Rev. · 1966 · 143 · 26410.1103/PhysRev.143.264 ↗
50. Tucker · Proc. IEEE · 1965 · 53 · 154710.1109/PROC.1965.4267 ↗
51. 40
52. Zheng · Phys. Rev. B · 1990 · 41 · 4785
53. Calvo · Phys. Lett. A · 1968 · 27 · 14310.1016/0375-9601(68)91171-7 ↗
54. Zheng · Phys. Status Solidi B · 1990 · 160 · K4310.1002/pssb.2221600147 ↗
55. Müller · Phys. Rev. B · 1985 · 32 · 583710.1103/PhysRevB.32.5837 ↗
56. Açıkgöz · Chem. Phys. Lett. · 2013 · 563 · 5010.1016/j.cplett.2013.02.001 ↗
57. Wyckoff · Cryst. Struct. · 1963 · 1 · 85
58. Krygin · Phys. Solid State · 2001 · 43 · 224210.1134/1.1427949 ↗
59. Rubins · J. Chem. Phys. · 1977 · 66 · 329710.1063/1.434305 ↗
60. Shrivastava · Proc. R. Soc. Lond. A · 1988 · 419 · 28710.1098/rspa.1988.0108 ↗
61. Zhai · Chem. Phys. Lett. · 2008 · 467 · 17010.1016/j.cplett.2008.10.047 ↗
62. Rubins · J. Chem. Phys. · 1976 · 64 · 334910.1063/1.432624 ↗
63. Gao · Z. Naturforsch. · 2009 · 64a · 51110.1515/zna-2009-7-815 ↗
64. Li · Z. Naturforsch. · 2008 · 63a · 60910.1515/zna-2008-0913 ↗
65. Sano · Phys. Rev. B · 1994 · 50 · 295810.1103/PhysRevB.50.2958 ↗
66. Marshall · Suppl. J. Appl. Phys. · 1960 · 31 · 336S10.1063/1.1984734 ↗
67. Marshall · Phys. Rev. · 1962 · 125 · 45310.1103/PhysRev.125.453 ↗
68. Rudowicz · J. Phys.: Condens. Matter · 2002 · 14 · 5619
69. Yang · J. Phys.: Condens. Matter · 2004 · 16 · 3481
70. Fang · Physica B · 2013 · 408 · 16910.1016/j.physb.2012.09.031 ↗
71. Mirzakhanyan · Sov. Phys. Solid State · 1981 · 23 · 1434
72. Feng · Pramana – J. Phys. · 2008 · 71 · 57310.1007/s12043-008-0132-y ↗
73. Petrosyan · Phys. Status Solidi B · 1986 · 133 · 31510.1002/pssb.2221330136 ↗
74. Yang · Physica B · 2004 · 348 · 15110.1016/j.physb.2003.11.085 ↗
75. Yun · J. Phys.: Condens. Matter · 1995 · 7 · 4075
76. Feng · Radiat. Eff. Defects Solids · 2008 · 163 · 2910.1080/10420150701589859 ↗
77. Yeom · Phys. Status Solidi B · 1994 · 185 · 41710.1002/pssb.2221850212 ↗
78. Malovichko · Sov. Phys. Solid State · 1986 · 28 · 553
79. Yeom · Phys. Status Solidi B · 1994 · 185 · 40910.1002/pssb.2221850211 ↗
80. McClure · J. Chem. Phys. · 1963 · 38 · 228910.1063/1.1733964 ↗
81. Bouer · Acta Crystallogr. · 1966 · 21 · 84110.1107/S0365110X66004031 ↗
82. Glass · J. Chem. Phys. · 1969 · 50 · 150110.1063/1.1671234 ↗
83. Wei · Phys. Status Solidi B · 2008 · 245 · 19310.1002/pssb.200743118 ↗