وثيقة

The contribution of J-mixing to the hyperfine splitting of lanthanide

الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2013
اللغة
الأنجليزية
الموضوع
الملخص الإنجليزي
The present thesis is a theoretical and computational investigation of the effect of J mixing in lanthanide ions on the hyperfine splitting. One of the characteristics of the lanthanide ions is that they retain most of their free-ion character when placed in a solid. In particular J remains a good quantum number. The effect of the crystal-field and magnetic interactions in the solid is to split the manifolds into electronic state with only a small amount of mixing of the manifolds. This small amount of mixing is generally ignored when investigating the magnetic properties of lanthanides in compounds. For the calculation of the hyperfine splitting J-mixing has always been ignored. The present thesis derives a correction factor to be applied to the computed hyperfine splitting parameters to take into account J-mixing. The calculation of the hyperfine parameters in the presence of J-mixing requires the knowledge of the components of the electronic state over the two lowest manifolds. A computer code has been written using Matlab to construct the perturbation Hamiltonian involving two manifolds. The program makes use of published energy gap between the ground and first excited manifold. The crystal field interaction is written in tensor form in order to calculate the off-diagonal elements between different manifolds. Starting from first principle described by Wybourne, the expressions for the dipolar and quadrupolar parameters is recalculated including off -diagonal terms and a simple correction factor is derived. The correction is applied to the computed hyperfine splitting of Ho:LaClz and compared to unpublished NMR measurements. The optical spectrum of Ho:LaCl3 has been extensively studied and accurate crystal-field parameters are available. Our analysis shows that J-mixig reduces the value of the computed dipolar hyperfine splitting by about 3%. This correction actually increases the small discrepancy between computation and measurement. We conclude that our investigation should be extended to the contribution due to intermediate coupling which in the case of holmium mixes some K terms in the ground 'I term; this is expected to increase the computed hyperfine splitting.
الملخص العربي
هذة الرسالة تعتمد على محورين نظري وحوسبي في التعامل مع افتراض امتزاج العدد الكمي الكميه التحرك الزاويه الكليه (0) للمستويين الأدنيين لعناصر اللانثنيدلت وتأثيرها على الانقسامات الفائقة الدقة لها ، من احدى خصائص هذة العناصر انها تحتفظ على خصائص الذرة الحرة حتى اذا وضعت في مجال بلوري ويبقي عدد الكم الكلي J عدد كمي جيد. من أهم تأثيرات المجال البلوري والمجال المغناطيسي في المادة انها تتسبب في انقسام مدارات الذرة الى انقسامات فائقة الدقة يسمى كل قسم فيها بمستوى الكتروني ويحدث امتزاج بسيط البعض هذة المستويات, هذة النسبه البسيطه عادتا يتم تجاهلها في البحوث التي تتناول الخصائص المغناطيسية لعناصر اللانثنيدلت الموضوعة في مجال بلوري أخر, في هذا البحث يتم اضافه تحسين على معامل الثنائي القطب والذي ينتج من الامتزاج البسيط بين المستويات. نحتاج لمعرفه عناصر مستوى الطاقه الارضي والمستوى المثار الأول. ولهذا تم اعداد برنامج خاص بإستخدام المات لاب لايجاد مؤثر التشويش الهملتوني للمستويان المتدنيان. يعتمد هذا البرنامج على فرق الطاقه بين المستويات والذي يتم اعتمادة من بعض النتائج لحساب العناصر الخارجة عن القطر في مصفوفه العناصر للمستويين الأدنيين. ابتدائا من الأساسيات الأولى التي وضعها واي بون فإن معامل ثنائي القطبية وثلاثي القطبيه تم تعديله ليضم العناصر الخارجة عن القطر مع اضافة قيمة جديدة لتحسين النتيجه, هذة القيمه المحسنة تم اضافتها إلى النتيجه المستخلصة من مركب Ho : LaCl ومقارنتها بنتيجة MNR لهذا المركب والتي لم تكن قد نشرت من قبل . لقد تم اختيار هذا المركب لكثرة الدراسات الموجودة له ولتوفر معاملات المجال البلوري له. ولقد تبين لنا من خلال تحليل النتائج أن قيمة الانقسام فائق الدقه لثنائي القطبيه يقل بستخدام فكرة امتزاج المستويين المتدنيين بنسبة 3%, هذا التعديل البسيط يباعد بين النتيجة التجريبية والحسابيه , ونستنتج من ذلك أن هذا البحث يجب أن يتبع ببحث اخر يتعامل مع الاقتران المتوسط بين المدارات والذي يتمثل في حاله الهولميوم بمتزاج بين المستوي K والمستوى الأرضي 1 والذي نتوقع منه ان يرفع قيمة المعامل المحسوب لتقترب من النتيجة التجريبية.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية

مواد أخرى لنفس الموضوع

الرسائل والأطروحات الجامعية
1
0
Al-Aamriyah, Marwa Sulaiman Humoud.
Sultan Qaboos University
2018
الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al-Battashiyah, Sara Nabhan.
Sultan Qaboos University
2014
الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al-Azriyah, Maya Said Khameis.
Sultan Qaboos University
2013
الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al-Bahri, Mohammed Ibrahim Suleiman.
Sultan Qaboos University
2018
الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al-Bahri, Mohammed Ibrahim Suleiman.
Sultan Qaboos University
2010
الرسائل والأطروحات الجامعية
0
0
Al-Hosni, Karima Mubarak.
Sultan Qaboos University
2020