QUANTUM DYNAMICS OF JAHN-TELLER COMPLEXES Cr2+F8-IN A CdF2 : Cr CRYSTAL

Cover Page

Cite item

Abstract

The results of ultrasonic studies of a crystal with a fluorite structure CdF2 doped with low concentration chromium atoms (nCr=6.3·1019 cm-3 with a predominance of Cr3+ ions were presented. The measurements were performed in the range of 3.6-150 K at frequencies 18-268 MHz using transverse and longitudinal normal modes propagating in the crystallographic direction [100]. The anomalies characteristic for systems of Jahn-Teller cubic complexes with orthorhombic minima of the adiabatic potential have been discovered in the temperature dependence of the attenuation and velocity of ultrasonic waves. The interpretation of the results was carried out in the framework of the quadratic T ⊗ (e+t2) problem of the Jahn-Teller effect for Cr2+F8- complexes, whose concentration was of the order of 10-2 nCr. The analysis of the experimental data made it possible to determine the configurational relaxation mechanisms of the Jahn-Teller subsystem and the values of the parameters that determine them.

About the authors

M. N. Sarychev

Ural Federal University

Email: v.v.gudkov@urfu.ru
Russian Federation, 620002, Ekaterinburg

N. Yu Ofitserova

Ural Federal University

Email: v.v.gudkov@urfu.ru
Russian Federation, 620002, Ekaterinburg

I. V. Zhevstovskikh

Ural Federal University; Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch of Russian Academy of Sciences

Email: v.v.gudkov@urfu.ru
Russian Federation, 620002, Ekaterinburg; 620137, Ekaterinburg

A. V. Egranov

Vinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences; Irkutsk State University

Email: v.v.gudkov@urfu.ru
Russian Federation, 664033, Irkutsk; 664003, Irkutsk

V. T. Surikov

Institute of Solid State Chemistry, Ural Branch of Russian Academy of Sciences

Email: v.v.gudkov@urfu.ru
Russian Federation, 620990, Ekaterinburg

N. S. Averkiev

Ioffe Institute

Email: v.v.gudkov@urfu.ru
Russian Federation, 194021, St.-Petersburg

V. V. Gudkov

Ural Federal University

Author for correspondence.
Email: v.v.gudkov@urfu.ru

aUral Federal University

Russian Federation, 620002, Ekaterinburg

References

  1. R.C. Powell, Symmetry, Group Theory, and the Physical Properties of Crystals, Springer, New York, Dordrecht, Heidelberg, London (2010).
  2. G. Boulon, Opt.Mater. 34, 499 (2012).
  3. N.M. Avram and M.G. Brik (Editors), Optical Properties of 3d-Ions in Crystals: Spectroscopy and Crystal Field Analysis, Springer, Heidelberg, New York, Dordrecht, London (2013).
  4. R. Alcala, P. J. Alonso, V.Orera, and H.W. den Hartog, Phys.Rev.B 32, 4158 (1985).
  5. М.М. Зарипов, В. Ф. Тарасов, В.А. Уланов, Г.С. Шакуров, ФТТ 44, 1958 (2002).
  6. А.В. Егранов, Е.А. Раджапов, В.А. Козловский, Изв.РАН, сер.физ. 86, 962 (2022).
  7. J.T. Vallin, G.A. Slack, S.Roberts, and AE. Hughes, Phys.Rev.B 2, 4313 (1970).
  8. I.B. Bersuker and V.Z. Polinger, Vibronic Interactions in Molecules and Crystals, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London (1989).
  9. M.D. Sturge, The Jahn –Teller Effect in Solids, in: Solid State Physics, ed. by F. Seitz, D. Turnbull, and H. Ehrenreich, Acad.Press 20, 91 (1967).
  10. Н.Е. Случанко, Е.С.Жукова, Л.Н. Алябьева, Б.П. Горшунов, А.В. Муратов, Ю.А. Алещенко, А.Н. Азаревич, М.А. Анисимов, Н.Ю. Шицевалова, С. Е. Половец, Б.В. Филипов, ЖЭТФ 163, 172 (2023).
  11. А.В.Соболев, В.И.Ниценко,А.А.Белик,Я.С.Глазкова, М.С. Кондратьева, И.А. Пресняков,ЖЭТФ 164, 467 (2023).
  12. I. V. Zhevstovskikh, I. B. Bersuker, V. V. Gudkov, N. S. Averkiev, M. N. Sarychev, S. Zherlitsyn, S. Yasin, G. S. Shakurov, V.A. Ulanov, and V.T. Surikov, J.Appl.Phys. 119, 225108 (2016).
  13. M. N. Sarychev, W. A. L. Hosseny, A. S. Bondarevskaya, I. V. Zhevstovskikh, A. V. Egranov, O. S. Grunskiy, V.T. Surikov, N. S. Averkiev, and V.V. Gudkov, J.Alloy.Comp. 848, 156167 (2020).
  14. М.Н. Сарычев, А.С. Бондаревская, И.В.Жевстовских, В.А. Уланов, Г.С. Шакуров, А.В. Егранов, В.Т. Суриков, Н.С. Аверкиев, В.В. Гудков, ЖЭТФ 159, 892 (2021).
  15. М.Н. Сарычев, У.А.Л. Хоссени, И.В.Жевстовских, В.А. Уланов, А.В. Егранов, В.Т. Суриков, Н.С. Аверкиев, В. В. Гудков, ЖЭТФ 162, 509 (2022).
  16. I.B. Bersuker, The Jahn –Teller Effect, Cambridge Univ.Press, Cambridge (2006).
  17. М. М. Зарипов, В. Ф. Тарасов, В. А. Уланов, Г.С. Шакуров, М.Л. Попов, ФТТ 37, 806 (1995).
  18. В. А. Уланов, М. М. Зарипов, Е. П. Жеглов, Р. М. Еремина, ФТТ 45, 71 (2003).
  19. М.Н. Сарычев, Исследование динамики ян-теллеровских комплексов в кристаллах методами физической акустики, Дисс. ... канд.физ.-матем. наук, УрФУ, Екатеринбург (2023).
  20. V.V. Gudkov, Ultrasonic Consequences of the Jahn –Teller Effect, in: The Jahn – Teller Effect: Fundamentals and Implications for Physics and Chemistry, ed. by H. Koppel, D.R. Yarkony, and H. Barentzen, Springer, Berlin, Heidelberg (2009).
  21. M.D. Sturge, J.T. Krause, E.M. Gyorgy, R.C. Le-Craw, and F.R. Merritt, Phys.Rev. 155, 218 (1967).
  22. R. Pirc, B. Zeks, and P. Gosar, J.Phys.Chem. Solids 27, 1219 (1966).
  23. S.A. Payne, L. L. Chase, and W. F. Kupke, J.Chem. Phys. 86, 3455 (1987).
  24. S. A. Payne, L. L. Chase, and W. F. Kupke, J. Luminescence 40, 305 (1988).
  25. M.N. Sarychev, W.A. L. Hosseny, I.V. Zhevstovskikh, V.A. Ulanov, G. S. Shakurov, A.V. Egranov, V.T. Surikov, N. S. Averkiev, and V.V. Gudkov, J. Phys.: Condens.Matter. 34, 225401 (2022).
  26. M.N. Sarychev, W.A. L. Hosseny, A. S. Bondarevskaya, G. S. Shakurov, V.A. Ulanov, V.T. Surikov, I.V. Zhevstovskikh, N. S. Averkiev, and V.V. Gudkov, AIP Conf. Proc. 2313, 030071 (2020).
  27. N.Yu. Ofitserova, M.N. Sarychev, I.V. Zhevstovskikh, V.A. Ulanov, V.T. Surikov, N. S. Averkiev, and V.V. Gudkov, J. Phys.: Conf. Ser. (2004).
  28. W. Gehlhoff and W. Ulrici, Phys. Stat. Sol.B 102, 11 (1980).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).