Electron Paramagnetic Resonance Study of impurity Fe3+ ion in LiTaO3 single crystal

Electron paramagnetic resonance (EPR) of Fe$^{3+}$ in LiTaO$_3$ single crystal, grown by Czochralski method, has been studied by employing an X-band spectrometer. Resonance spectra of Fe$^{3+}$ ion on the crystallographic principal axes were obtained with 9.447 ㎓ at room temperature. The spectroscopic splitting parameter g and zero-field splitting (ZFS) parameter D (= 3 B$_{2}$sup 0/) are calculated with effective spin Hamiltonian. Fe$^{3+}$ center in stoichometric single crystal turns out to be different with that in congruent single crystal reported previously. From the analysis of temperature dependence of resonance fields for Fe$^{3+}$ ion, there is no any phase transition at the temperature range (from -160 $^{\circ}C$ to 20 $^{\circ}C$).

Fe3+ 불순물이 첨가된 LiTaO3 단결정에서의 전자 상자성 공명 연구

Czochralski방법으로 성장된 정비조성 LiTaO$_3$ 단결정내에 불순물로 첨가되어 있는 Fe$^{3+}$ 이온에 대하여 상온에서 전자 상자성 공명(EPR : Electron Paramagnetic Resonance) 실험을 실행하였다. X-band(9.447 ㎓) 스펙트로미터를 사용하여 Fe$^{3+}$ 이온에 대한 공명 흡수선을 결정학적 주평면에서 시료를 돌려가면서 자기장을 가하여 각도의존 데이터를 얻었다. 이렇게 얻은 공명 자기장을 유효 스핀하밀토니안을 사용하여 분광학적 분리인자 g 및 영자기장 갈라지기(ZFS: Zero Field Splitting) 상수 b$_{2}$sup 0/ (=D)를 계산하였다. 분석결과 정비조성으로 성장시킨 LiTaO$_3$ 단결정에서 얻은 Fe$^{3+}$ 공명중심은 기존에 발표된 congruent 조성으로 성장시킨 단결정의 것과는 다른 것으로 밝혀졌다. 또한 Fe$^{3+}$ 이온에 관한 온도의존 공명 흡수선을 분석한 결과 실험 온도 구간에서는 LiTaO$_3$ 단결정의 어떠한 상변화도 없는 것으로 나타났다.