СИГНАЛЫ ЭПР И ПРОДОЛЬНОГО ОТКЛИКА В СПИНОВЫХ СИСТЕМАХ, СОСТОЯЩИХ ИЗ ЛОКАЛИЗОВАННЫХ (S=1/2) И ДЕЛОКАЛИЗОВАННЫХ СПИНОВ
Фокина Н.П., Хуцишвили К.О.

Received: May 24, 2002

PACS: 71.30.+h, 74.70.Wz, 76.30.-v, 76.30.Pk

DJVU (116.1K)

PDF (297.7K)

Спиновая система многих новых и перспективных материалов, таких как высокотемпературные сверхпроводники, фуллерены, фуллериды, манганиты с колоссальным магнитосопротивлением, состоит из локализованных спинов (s-спины - примесные парамагнитные центры) и делокализованных спинов (e-спины носителей проводимости). Эти два вида спинов связаны обменным взаимодействием, которое приводит к связанной прецессии соответствующих намагниченностей. При исследовании указанных выше веществ методами ЭПР наиболее информативными являются результаты измерения времен продольной (T₁) и поперечной (T₂) релаксаций. Однако наличие неоднородного уширения ЭПР s-спинов часто затрудняет измерения T₂, а малые значения T₁ делают невозможным его измерение обычными методами. Поэтому в работах Ацаркина с соавторами [4,7,8] была разработана новая версия метода измерения T₁ по сигналам продольного отклика, наводимым в продольной спиновой катушке (ориентированной вдоль постоянного магнитного поля) при низкочастотной модуляции СВЧ-мощности, очень слабо, но все же насыщающей ЭПР. Ранее интерпретация результатов, полученных в экспериментах по измерению продольного отклика, для образцов, содержащих взаимодействующие s- и e-спины, проводилась по формулам для одного сорта спинов. В данной работе рассмотрение проведено для намагниченностей s- и e-спинов, прецессирующих в условиях их релаксационной связанности, что соответствует реальной ситуации, например, в фуллериде. Вычисленная полная восприимчивость ЭПР представлена в виде, позволяющем определять происхождение (от s- или e-спинов) каждого из двух лоренцианов, характеризующихся каждый одним из нормальных затуханий двух связанных осцилляторов (прецессирующих поперечных компонент намагниченностей). Общая линия ЭПР разложена аналитически на эти лоренцианы, и специальные множители учитывают влияние другого сорта спинов на амплитуду сигнала от рассматриваемого сорта. Полученные выражения для продольного отклика, аналогично сигналам поглощения ЭПР, разделены на части, имеющие происхождение от s- и e-спинов и пропорциональные каждая формфактору одной из мод (s- или e-подобной). Качественное сравнение дает хорошее согласие с экспериментальными данными по ЭПР и продольному отклику в фуллериде.