論文の概要: Complete crystal field calculation of Zeeman-hyperfine splittings in
europium
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.03896v2
- Date: Thu, 28 Oct 2021 01:35:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-12 01:13:34.155031
- Title: Complete crystal field calculation of Zeeman-hyperfine splittings in
europium
- Title（参考訳）: ユーロピウム中のゼーマン超微粒子分裂の全結晶場計算
- Authors: Kieran M. Smith, Michael F. Reid, Matthew J. Sellars, Rose L.
Ahlefeldt
- Abstract要約: 我々は、Eu$3+$のゼーマン超微細構造の構造のモデルを示す。
このモデルは、他の非クラマー一重項状態の結晶場計算を改善するために使用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Computational crystal-field models have provided consistent models of both
electronic and Zeeman-hyperfine structure for several rare earth ions. These
techniques have not yet been applied to the Zeeman-hyperfine structure of
Eu$^{3+}$ because modeling the structure of the $J=0$ singlet levels in
Eu$^{3+}$ requires inclusion of the commonly omitted lattice electric
quadrupole and nuclear Zeeman interactions. Here, we include these terms in a
computational model to fit the crystal field levels and the Zeeman-hyperfine
structure of the $^7F_0$ and $^5D_0$ states in three Eu$^{3+}$ sites: the
C$_{4v}$ and C$_{3v}$ sites in CaF$_2$ and the C$_2$ site in EuCl$_3$.6H$_2$O.
Close fits are obtained for all three sites which are used to resolve
ambiguities in previously published parameters, including quantifying the
anomalously large crystal-field-induced state mixing in the C$_{3v}$ site and
determining the signs of Zeeman-hyperfine parameters in all three sites. We
show that this model allows accurate prediction of properties for Eu$^{3+}$
important for quantum information applications of these ions, such as relative
transition strengths. The model could be used to improve crystal field
calculations for other non-Kramers singlet states. We also present a spin
Hamiltonian formalism without the normal assumption of no $J$ mixing, suitable
for other rare earth ion energy levels where this effect is important.
- Abstract（参考訳）: 計算結晶場モデルは、いくつかの希土類イオンの電子的およびゼーマン超微細構造の一貫したモデルを提供してきた。
これらの手法はまだEu$^{3+}$のゼーマン-超微細構造には適用されていないが、これはEu$^{3+}$のJ=0$シングルト準位の構造をモデル化するには、一般的に省略される格子電気四重極と核ゼーマン相互作用を含める必要があるからである。
ここでは、これらの項を計算モデルに含め、Eu$^{3+の3つのサイト(C$_{4v}$とC$_{3v}$のサイト、CaF$_2$のサイト、EuCl$_3$.6H$_2$OのC$_2$のサイト)における$^7F_0$と$^5D_0$のゼーマン超微細構造を適合させる。
c$_{3v}$ において異常に大きい結晶場誘起状態の混合を定量化し、これら3つのサイトのゼーマン超微粒子パラメータの符号を決定するなど、以前に公表されたパラメータの曖昧さを解決するために使用される3つのサイトすべてに密着している。
このモデルは、相対遷移強度など、これらのイオンの量子情報応用において重要なeu$^{3+}$の性質の正確な予測を可能にする。
このモデルは、他の非クラマー一重項状態の結晶場計算を改善するために使用できる。
また、この効果が重要である他のレアアースイオンエネルギー準位に適した、j$混合のない通常の仮定なしでスピンハミルトニアン形式も提示する。
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