銣原子簇自發(fā)磁矩的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)及理論分析

邸淑紅 張陽(yáng) 楊會(huì)靜? 傘星原 劉會(huì)媛張素恒 李繁麟 太軍君 周春麗

1) (唐山師范學(xué)院物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 唐山 063000)

2) (中國(guó)氣象科學(xué)研究院, 災(zāi)害天氣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100081)

3) (河北大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 保定 071002)

4) (唐山師范學(xué)院化學(xué)系, 唐山 063000)

1 引 言

原子簇研究對(duì)新材料的制備和簇分子科學(xué)的發(fā)展起到了決定性基礎(chǔ)作用.近些年來(lái), 人們對(duì)在溫度T＜ 100 K的鋁沸石中堿金屬原子簇的磁性和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了深入研究.鋁沸石中的鈉簇既不表現(xiàn)鐵磁性, 也不表現(xiàn)順磁性, 而是具有抗磁性,銣簇和鉀簇都有鐵磁性, 但銣簇的鐵磁性比鉀簇要弱一些[1].有研究還證實(shí): 堿金屬的小粒子簇會(huì)在沒(méi)有磁元素的孤立自由原子簇中, 當(dāng)它含有奇數(shù)個(gè)ns電子時(shí)因?yàn)镠und耦合會(huì)展示出磁矩[2], 并認(rèn)為如果簇粒子的Jahn-Teller 效應(yīng)強(qiáng)于Hund耦合時(shí), 在含有偶數(shù)個(gè)ns電子的非線性簇分子中磁矩就會(huì)消失[3,4].在鋁沸石LTA中的鉀原子簇具有鐵磁性, 銣原子個(gè)數(shù)很少的簇也具有鐵磁性, 以及沸石晶格中的堿金屬簇的磁性與孤立的自由原子簇磁性以及大塊材料的磁性都會(huì)有很大不同[5].鉀簇自發(fā)磁化強(qiáng)度與每個(gè)沸石分子篩中鉀原子簇含有的平均4s電子個(gè)數(shù)密切相關(guān)[6], 鉀原子簇磁矩之間的相互作用是反鐵磁性的[7,8], 還發(fā)現(xiàn)4s電子自旋的傾斜機(jī)理是自發(fā)磁性的根源[9].銣與鉀兩種元素在合金簇沸石K6.5RbnAL12Si12O48中, 當(dāng)銣原子個(gè)數(shù)n＞ 2時(shí)有鐵磁性, 并且這種簇的鐵磁性很不完整, 與簇中的殘余鉀離子密切相關(guān)[10].日本的Nakano等……