4. Phƣơng pháp nghiên cứu
1.4.2. Giản đồ Tanabe-Sugano cho cấu hình d3
Trên Hình 1.6 cho thấy các mức năng lƣợng của ion tự do nằm phía bên trái, còn các mức năng lƣợng của chúng khi ở trong trƣờng tinh thể bát diện nằm bên phải giản đồ Tanabe-Sugano. Các mức thuộc cùng một cấu hình con chạy song song. Năng lƣợng E và năng lƣợng trƣờng tinh thể ∆ đƣợc vẽ tƣơng đối so với B (với B là một tham số lực đẩy tĩnh điện giữa các điện tử với nhau).
Trƣờng hợp ở lớp d (d3
hoặc d5) có chứa nhiều điện tử hơn thì giản đồ Tanabe-Sugano trở nên phức tạp hơn rất nhiều (Hình 1.6). Tuy nhiên, nếu lƣu ý tới quy tắc lựa chọn thì vẫn có thể thu đƣợc phổ hấp thụ nhƣ mong muốn.
Đối với các ion có ba điện tử phân bố ở lớp d (ví dụ nhƣ Cr3+
, Mn4+...) thì có giản đồ Tanabe-Sugano nhƣ Hình 1.7. Để rõ hơn, chúng tôi lấy ví dụ cho trƣờng hợp ion Cr3+có cấu hình điện tử là 1s22s22p63s23p63d3,với phổ hấp thụ của ion Cr3+ trong một oxit đƣợc thể hiện ở Hình 1.7 bên dƣới.
Hình 1.7. Phổ hấp thụ của ion Cr3+(3d3) trong một oxit [20]
Khi xét đối với ion Cr3+
mức 4A2 trong trƣờng tinh thể bát diện. Theo quan điểm của qui tắc lựa chọn spin thì ion Cr3+ hấp thụ ánh sáng tốt chỉ xảy ra với mức spin-tứ cực
4 1 S
2 . Có ba chuyển mức có thể là 4A24
T2; 4T1 (4F) và 4T1 (4P). Kết quả trong phổ hấp thụ của ion Cr3+ có ba dải hấp thụ với cƣờng độ yếu (thể hiện Hình 1.7) [20]. Các chuyển đổi bị cấm quay thƣờng chỉ có thể đƣợc quan sát trong phép đo rất chính xác.