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Farbzentren in Ammoniumhalogeniden

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Physik der kondensierten Materie

Zusammenfassung

Farbzentren, welche in Ammoniumhalogeniden durch Röntgenbestrahlung bei Temperaturen zwischen 20°K und Zimmertemperatur entstehen, wurden mit optischen Methoden und mit Hilfe paramagnetischer Resonanz untersucht. Zwei verschiedene Sorten von paramagnetischen Zentren sind vorherrschend, das lokalisierte Defektelektron (V K-Zentrum) und ein Zentrum, welches auf einem NH3 +-Radikal basiert. Die Struktur desV K-Zentrums unterscheidet sich von derjenigen in Alkalihalogeniden im wesentlichen nur dadurch, daß die Molekülachse parallel zu [100] ist statt parallel zu [110]. Die Kinetik der thermisch aktivierten Bewegung derV K-Zentren und die Rekombination mit Elektronen wurde studiert.

Das zweite paramagnetische Zentrum ist auch ein Defektelektronen-Zentrum und besonders interessant, indem sich in seinem paramagnetischen Resonanzspektrum die Protonenbewegung des NH3 +-Radikals und die Ordnung resp. Unordnung in der Orientierung der benachbarten NH4 +-Ionen widerspiegelt.

Résumé

A l'aide de la résonance paramagnétique et de méthodes optiques on a étudié, pour des températures variant entre 20°K et la température ambiante, les centres colorés obtenus en irradiant les halogénures d'ammonium aux rayons X. On a trouvé deux types différents de centres paramagnétiques, le défaut d'électron localisé (centreV K) et un centre basé sur le radical NH3 +. La structure du centreV K est identique à la structure du même centre dans les halogénures alcalins, à l'exception de l'axe moléculaire qui est parallel à la direction [100] et non â [110]. La cinétique des mouvements du centreV K activés thermiquement, et celle de leur recombinaison avec les électrons ont été étudiées.

Du spectre hyperfin de la résonance paramagnétique on a déduit la structure électronique du second centre. On a également étudié la rotation de l'ion NH3 + et son rôle dans la transition ordre-désordre du NH4Cl.

Abstract

Color centers produced by X-rays in ammonium halides at various temperatures between 20°K and room temperature have been investigated by means of paramagnetic resonance and by optical methods. Two kinds of paramagnetic defects were found to be predominant, the self-trapped hole (V K-center) and another electron deficiency center involving a NH3 +-radical. The electronic structure of theV K-center is the same as in the alkali halides, except that the orientation of the molecular axis is along [100] instead of [110]. The kinetics of the thermally activated motion of theV K-centers and of their recombination with electrons has been studied.

The electronic structure of the second center was derived from the hyperfine spectrum of the paramagnetic resonance. The rotation of the NH3 + ion and its connection with the order-disorder transition in NH4Cl has been studied.

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Authors and Affiliations

  1. Laboratorium für Festkörperphysik, Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich

    L. Vannotti, H. R. Zeller, K. Bachmann & W. Känzig

Authors
  1. L. Vannotti
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  2. H. R. Zeller
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  3. K. Bachmann
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  4. W. Känzig
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Vannotti, L., Zeller, H.R., Bachmann, K. et al. Farbzentren in Ammoniumhalogeniden. Phys kondens Materie 6, 51–94 (1967). https://doi.org/10.1007/BF02422522

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