Electron Paramagnetic Resonance of Mn++ in vitreous and crystalline systems: NaPO3 (Mn) and Na2O-GeO2(Mn)

Bettinali, Carlo ; Granati, Paolo ; Sementigli, G.

Atti della Accademia nazionale dei Lincei. Rendiconti della Classe di scienze fisiche, matematiche e naturali, Série 8, Tome 45 (1968) no. 6, pp. 526-532

Résumé

È stato studiato l'assorbimento di risonanza paramagnetica del Mn++ nel NaPO3(Mn) e nel Na2O-GeO2(Mn). Si sono studiati gli spettri in relazione alla concentrazione in Mn++ e allo stato vetroso e cristallino del materiale. Gli spettri sono stati eseguiti a temperatura ambiente e colla banda K. La derivata dello spettro di assorbimento di risonanza paramagnetica nel NaPO3 con 0,1% di Mn++ mostra sei linee principali e cinque coppie di linee secondarie. Devetrificando per riscaldamento il vetro NaPO3(MnO, 1%) scompaiono prima le righe secondarie ed infine le righe principali. Si forma al loro posto un'unica banda con valore geff circa 2,00. Tale valore è all'incirca quello dello spettro presente nel vetro, ma mostrante splitting iperfine. Aumentando la concentrazione del Mn++ a 0,5% e al 5% si ha un andamento analogo che nel caso della devetrificazione nel campione con 0,5% di Mn scompaiono le righe secondarie e rimangono solo le linee principali. Nel campione col 5% in Mn, invece, si ha una sola banda eguale a quella del campione a basso contenuto in Mn devetrificato. Si sono discussi i possibili meccanismi che portano alla perdita di risoluzione: rilassazione, asimmetria, ed effetto di dipolo causato dalla interazione fra atomi di Mn. Assumendo, come sembra indicare il confronto fra i campioni a cristallinità crescente e quelli a concentrazione crescente, che i due processi siano identici si deve concludere che il processo di devetrificazione porta alla formazione di nuclei ricchi in Mn. Ulteriori conferme possono essere fatte mediante spettri di ESR a bassa temperatura e nella banda X. I germanati, anche a bassa concentrazione non mostrano risoluzione dello spettro e compaiono solo le sei righe principali. La devetrificazione porta alla scomparsa delle spettro di assorbimento a causa dell'allargamento della banda, con lo stesso meccanismo che dà luogo alla perdita dello splitting iperfine nel NaPO3(Mn).