J. Phys. France 47, 1763-1773 (1986)
DOI: 10.1051/jphys:0198600470100176300

Absorption and emission spectra of U4 + diluted in the incommensurate structure of ThCl4

C. Khan Malek, J.C. Krupa, P. Delamoye et M. Genet

Laboratoire de Radiochimie, Institut de Physique Nucléaire, Université Paris-Sud, 91406 Orsay France

Abstract
The absorption and fluorescence spectra of U4+ diluted in single crystals of ThCl4 have been measured at temperatures ranging from 4.2 K to room temperature. β-ThCl4 exhibits on incommensurate structure below 70 K with a loss of periodicity along the c axis. This results in a variation of the distance between the metal and the halogen from one cell to another. The site symmetry of the actinide ions is then reduced. The lines corresponding to the sites of the resulting symmetries S4 and D2 are identified spectroscopically. The S4 symmetry is approximated by the D2d one and a parametric analysis of the energy levels of U4 + in the D2d and D 2 symmetries is reported. For 25 levels in the D2d site the root mean square deviation σ is 46 cm-1 and for 34 levels in D2, σ = 56 cm-1. The parameters which occur in both symmetries are only slightly changed.

Résumé
Les spectres d'absorption et de fluorescence de U4 + dilué dans des monocristaux de ThCl4 ont été mesurés de 4,2 K jusqu'à la température ambiante. Les cristaux de β-ThCl4 présentent une structure incommensurable en dessous de 70 K avec une perte de la périodicité le long de l'axe c. Ceci a pour conséquence une variation de la distance métal-halogène lorsqu'on passe d'une maille à l'autre. La symétrie du site de l'ion actinide est ainsi abaissée. Les raies correspondant au site de symétries S4 et D2 ont été identifiées par spectroscopie. La symétrie S4 a été ramenée à celle de D2d et une analyse paramétrique des niveaux d'énergie de U4 + en symétrie D2d et D2 est donnée. Pour 25 niveaux dans le site D 2d, l'écart quadratique moyen σ est de 46 cm-1 et de 56 cm-1 pour les 34 niveaux en symétrie D2. Les paramètres qui interviennent dans les calculs pour les deux symétries sont légèrement différents.

PACS
7830 - Infrared and Raman spectra.
7840H - Other nonmetallic inorganics.
7855H - Other solid inorganic materials.

Key words
fluorescence -- infrared spectra of inorganic solids -- luminescence of inorganic solids -- thorium compounds -- uranium -- visible and ultraviolet spectra of inorganic solids