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近年高温超导材料研究领域非常活跃。氧化物高温超导体实现原有温度突破,把超导的临界温度从液氦区升高到了液氮温区。相比于液氦,液氮是一种非常经济的冷媒质,且具有热容量高的优势,因此可给工程应用方面带来很大的方便。目前高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、军用线材以及耐高温材料等多方面取得了突破性的成绩。电子顺磁共振谱(EPR)是测试含未配对电子物质的微观结构、性质和相互作用的有力工具和先进途径。由于对掺三价稀土离子的高Tc超导材料的电子顺磁共振研究可以提供稀土离子的基本性质和有用信息,日益引起人们关注。
氧化物高温超导体中稀土Re3+离子常作为高温超导体自旋动力学的敏感探针离子,用来研究超导材料中CuO2的平面性质,以及探针离子对超导转变温度Tc的影响。基于晶体场理论,本文利用不可约张量算符法,推导了晶体中斜方对称下稀土离子的完全能量矩阵,考虑了基态与激发态之间由于晶场作用引起的J混效应;由于晶场的作用和轨道角动量或超精细结构算符联合相互作用引起的最低Kramers双重态Γγ与其它Kramers双重态Γx中与最低Kramers双重态具有相同不可约表示的部分之间相互作用引起的混合,以及共价效应对自旋哈密顿参量的贡献。用一种更为完整的微扰方法计算Bi2Sr2YCu2O8中稀土离子Yb3+的电子顺磁共振参量g因子和超精细结构常数A因子,理论结果与实验符合较好,并对结果进行讨论。
最后,利用数学回归分析方法对上述结果进行了深入分析,选取了有代表性的内禀参量(A)2、(A)4、(A)6相关数据,同时拟合出内禀参数与g因子的相关图形,并求出表达式和相关系数,更直观的说明数据的变化规律;分析拟合图像,由内禀参数和g因子的拟合关系推断出内禀参数对计算拟合的影响大小,分析方法对后续研究帮助明显。