Numéro
J. Phys. France
Volume 51, Numéro 5, mars 1990
Page(s) 471 - 482
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01990005105047100
J. Phys. France 51, 471-482 (1990)
DOI: 10.1051/jphys:01990005105047100

Interpretation of the optical absorption spectrum and of the paramagnetic susceptibility of neodymium oxisulfide

L. Beaury et P. Caro

Eléments de Transition dans les Solides , C.N.R.S., 1 place A. Briand, 92195 Meudon Cedex, France


Abstract
The optical absorption spectrum of neodymium oxisulfide has been fitted ; the mean quadratic deviation is 10.7 cm-1 for 65 assigned Stark levels with a Hamiltonian involving 14 free-ion parameters and six C3v crystal field parameters. The paramagnetic susceptibilities (mean, parallel and perpendicular to the trigonal axis in the structure) have been measured from 4.2 K to about 200 K, and compared with the values derived from the wave vectors and energies of the 18 lowest Kramers doublets through the application of the Van Vleck formula. We also give the values of the spin-orbit coupling constant ζ versus the Slater parameter F2 for six compounds spanning the whole of the neodymium nephelautic series.


Résumé
Le spectre d'absorption optique de l'oxysulfure de néodyme a été ajusté ; la déviation quadratique moyenne est de 10,7 cm-1 pour 65 niveaux Stark assignés, avec un Hamiltonien comprenant 14 paramètres ion-libre et six paramètres de champ cristallin, la symétrie ponctuelle étant C3v . Les susceptibilités paramagnétiques (moyenne, parallèle et perpendiculaire à l'axe d'ordre trois de la structure) ont été mesurées de 4,2 K à 200 K environ, et comparées avec les valeurs obtenues par l'application de la formule de Van Vleck aux 18 doublets de Kramers d'énergies les plus basses. Nous donnons également les valeurs de la constante de couplage spinorbite ζ en fonction du paramètre de Slater F2 pour six composés couvrant la totalité de la série néphélauxétique du néodyme.

PACS
7840H - Other nonmetallic inorganics.
7520C - Nonmetals.
7170E - Spin-orbit coupling, Zeeman and Stark splitting, Jahn-Teller effect.
7170C - Crystal and ligand fields.

Key words
crystal field interactions -- magnetic susceptibility -- neodymium compounds -- paramagnetic properties of substances -- spin orbit interactions -- Stark effect -- visible spectra of inorganic solids