Магнитные свойства ионов редкоземельных элементов

Таблица П.О. Ионные свойства редкоземельных элементов, существенно влияющие иа их магнитное

Некоторые атомные и магнитные свойства ионов редкоземельных элементов [c.340]

Хотя химические свойства редкоземельных элементов очень схожи, их магнитные свойства, определяемые главным образом числом электронов в 4/-оболочке, могут резко различаться. В той же табл. 8.1 приведены термы основных состояний, энергии первых возбужденных уровней иона, -факторы Ланде, магнитные моменты и эффективные магнитные моменты трижды ионизированных атомов редкоземельных элементов. Термы основного состояния редкоземельных ионов подчиняются правилам Хунда, а именно а) конфигурация спинов имеет максимально возможный полный спин 5 б) орбитальный момент имеет максимально возможное (с учетом правила (а) и принципа Паули) значение в) полный угловой момент J равен Ь — 8, если оболочки заполнены менее чем наполовину (п<7), и У = Ь + 5, если они заполнены больше чем наполовину (п>1). [c.339]

В кристаллах на магнитные свойства ионов редкоземельных элементов сильно влияют электрические поля и обменные взаимодействия. Гамильтониан иона в твердом теле имеет вид [c.341]

Большая часть рассмотрения, проведенного в предыдущих разделах, касалась магнитных свойств свободных ионов, т. е. ионов, на которые не влияют соседние атомы. Это приближение является вполне хорошим для ионов редкоземельных элементов, у которых заполняется 4/-оболочка, поскольку на такой глубокий заполняющийся слой практически не влияют атомы, окружающие ион. Действительно, магнитные моменты ионов редкоземельных элементов [116], за исключением и Ей ", хорошо [c.390]

Такая обратимость ряда селективности является примером симметричного изменения свойств ионов редкоземельных элементов . До сих пор такие эффекты наблюдали лишь на физических характеристиках (окраска ионов, поведение в магнитном поле и т. д.). [c.196]

В большинстве веществ магнитные эффекты, обусловленные электронными спинами или движением электронов на орбиталях, не проявляются, поскольку электроны в заполненных оболочках спарены. Многие ионы редкоземельных элементов парамагнитны, так как имеют неспаренные электроны. Свободные радикалы обладают нечетным числом электронов и поэтому также являются парамагнетиками. Наиболее известное вещество с парамагнитными свойствами — молекулярный кислород, который имеет два неспаренных электрона (разд. 14.5). Это свойство кислорода делает возможным определение его парциального давления в потоке газа по измерениям сил, действующих на трубку с газом в магнитном поле. [c.496]

Для ионов редкоземельных элементов ситуация иная. Электроны, определяющие магнитные свойства, занимают 4/-орбитали, которые эффективно экранированы от электростатического поля или связывающих эффектов лигандов. Общий подход к интерпретации спектров ЭПР ионов редкоземельных элементов разделяется на две стадии. Прежде всего характеризуют 4/-электроны свободного иона результирующим угловым моментом Ь и результирующим спиновым моментом 5 и находят электронную конфигурацию иона в отсутствие спин-орбитального взаимодействия. Довольно сильное спин-орбитальное взаимодействие ( = 640 ч- 2940 сж ) приводит к связи между и 5, в результате которой возникают далеко отстоящие друг от друга мультиплеты с различными значениями общего углового момента. Наиболее важные особенности проиллюстрируем на примере иона Се . [c.226]

В течение ряда лет кафедра выполняет исследования магнитных материалов, главным образом ферритов. Исследование условий получения магнитных и электрических свойств никелевых, магниевых, магний-марганцевых, литиевых ферритов с присадками окислов редкоземельных элементов, скандия, иттрия, бора, индия, алюминия, висмута, а также анализ их электронно-кристаллической структуры показал, что влияние легирующих ионов заключается в изменении геометрии кристалла в связи с изменением электронно-кристаллической магнитной структуры ферритов (В. А. Горбатюк, канд. физ.-мат. наук Т. Я. Гридасова, П. Лукач, М. Димитрова). Введение 1% окиси скандия или индия в промышленный марганец-цинковый феррит марки 2000 НМ-1 вызывает повышение начальной магнитной проницаемости на 20—30% с одновременным понил ением диэлектрических и магнитных потерь присадки окиси висмута стабилизируют магнитные электрические свойства бариевых изотропных ферритов, а введение в те же ферриты окислов РЗЭ способствует повышению их магнитной инерции на 30—40%. [c.80]

Электронный парамагнитный резонанс. Методом ЭПР изучаются парамагнитные вещества, к которым принадлежат, например, редкоземельные элементы (5т, Се, N(1, Рф, ионные соединения хрома, марганца, меди, титана, серебра, а также кислород, окислы азота (N0 и ЫОа), различные свободные радикалы и др. Парамагнитные свойства определяются тем, что частицы вещества (атомы, ионы, молекулы) обладают постоянным магнитным моментом. Его происхождение объясняется так. Каждый электрон в атоме при враще- [c.59]

Исключением из изложенных выше результатов являются соединения редкоземельных элементов. Некоторые из электронов в редкоземельных ионах (/ -электроны) расположены так глубоко внутри остова иона, что они редко налетают на окружающие данный ион ядра с силой, достаточной для того, чтобы изменились их угловые моменты. Поэтому такие электроны ведут себя почти полностью так же, как если бы они находились в изолированных атомах. В атомах переходных элементов -электроны также находятся в некоторой степени внутри остова иона, но не так глубоко, как /-электроны. Поэтому окружающие атомы влияют на -электроны не очень сильно и последние не ведут себя, как электроны в изолированных атомах в такой мере, как /-электроны. Эти особенности сильно сказываются на магнитных свойствах, которые будут рассмотрены нами подробно в гл. 9. [c.196]

Один из ярких примеров влияния следов примесей па магнитные свойства материалов — влияние редкоземельных элементов и других примесей на ширину линий спектра ферромагнитного резонанса иттриево-железных гранатов. Нормальная ширина линий отполированного кристалла составляет около 6 эрстед. На ширину этой линии влияют присутствующие в кристалле различные ионы редких земель, которые определяют время спин-решеточной релаксации [12]. (Обычная окись иттрия, используемая для приготовления гранатов, содержит значительные количества примесей редких земель.) Были также приготовлены пробы граната, содержащие очищенный иттрий (менее 10 % примесей редких земель). Ширина линий спектра граната с очищенным иттрием оказалась равной только 0,1—0,2 эрстед (рис. 6). После попыток удалить оставшиеся ионы редких земель было установлено, что существует еще один механизм, влияющий на релаксацию. Оказалось, что остаточный четырехвалентный кремний способствует образованию равного количества посторонних ионов железа(И) для компенсации валентности (все железо в гранате обычно трехвалентно). Эти ионы железа(П) и оказывают влияние на скорость релаксации [13]. После очистки исходных окислов от кремния вплоть до концентраций 5-10 % ширина линий при низких температурах еще более уменьшилась. Магнитные ионы остаточных примесей редкоземельных элементов или ионы Ре(П) обладают в кристаллической решетке мультиплетными энергетическими уровнями, которые определяются кристаллическим полем и спин-орбитальным взаимодействием. [c.32]

Для объяснения этого явления необходим механизм дальнодействующего обменного взаимодействия. Считается, что в некоторых кристаллах, например Б алюминиевом гранате диспрозия, упорядочение возникает в результате простейшего диполь-дипольного взаимодействия [24]. Для других солей редкоземельных элементов существует предположение о наличии суперобменного (обмен через номинально немагнитный ион) взаимодействия, ответственного за их ферримагнитные свойства [25]. Предполагается, что магнитные свойства [c.344]

Физическая причина различия в магнитных свойствах редкоземельных элементов и элементов переходных металлов связана с взаимодействием ионов с их окружением. Эти взаимодействия в первом приближении можно рассматривать как результат влияния кристаллического поля, т.е. электростатического поля, создаваемого зарядами ионов, окружающими данный ион. В случае редкоземельных элементов их частично заполненные 4/-оболочки находятся глубоко внутри иона (внешними для этих оболочек являются 5в- и 5р-электроны), и влияние электрического поля, создаваемого другими ионами кристалла, оказывается малосущественным. В случае же ионов переходных металлов их частично заполненные Зб -оболочки находятся достаточно далеко от ядра, и влияние на них кристаллического окружения становится заметным, что приводит к частичному нарушению правил Хунда. [c.278]

До сих пор в рассматриваемых соединениях ионы редкоземельных элементов находились в металлической решетке в комбинации только с немагнитными партнерами. Как мы видели, вполне достаточная ясность в понимании физических свойств этих веществ была достигнута путем использования несложного представления о механизме косвенного обмена, обеспечивающего магнитную связь. Когда же соединения содержат ионы, несущие моменты, например ионы переходных металлов, таких, как марганец, железо, кобальт и т. д., мы можем ожидать появления гораздо более сложного магнитного поведения в связи с разнообр азием магнитных обменных взаимодействий, которые теперь становятся возможными. Кроме того, можно ожидать и структурных превращений, обусловленных изменяющейся концентрацией электронов в -состояниях ионов переходного металла. [c.69]

С другой стороны, ионы редкоземельных элементов в твердых телах демонстрируют большое разнообразие интересных и важных свойств. Это относится в первую очередь к магнитным свойствам редкоземельных элементов и их соединений. Мессбауэровские исследования сверхтонких взаимодействий в этих веществах дают обширную информацию об этих магнитных свойствах, которую в ряде случаев невозможно получить иными сиособалш. [c.336]

Магнитный метод. Основу метода составляет различие в магнитных свойствах РЗЭ. При перемещении раствора смеси РЗЭ в магнитном поле перпендикулярно магнитным силовым линиям редкоземельные ионы разделяются в соответствии с величинами их магнитных моментов. Более парамагнитные ионы перемещаются в область большей напряженности поля (Оу, Но, Ег, ТЬ), менее парамагнитные (Рг, N(1) и диамагнитные (У, 5с) —в область меньшей напряженности. Метод разработан для отделения иттрия от элементов иттриевой подгруппы. Существенный недостаток метода — невозможность работать с большими количествами веществ [123]. [c.337]

Наиболее полно исследованы соединения ферромагнетика Mg u2 со структурой фазы Лавеса, где редкоземельный ион занимает положение Mg, а переходный металл — положение Си. В первой работе [77] для семи соединений КРег, где К — редкоземельный элемент, было обнаружено, что на ядре железа при низкой температуре равно 230 кэ. Поразительна нечувствительность Нп к магнитным свойствам К. Это требует неизменности атомной кон- [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология