Publication

Structure and hyperfine parameters of E'(1) centers in a-quartz and in vitreous SiO2

Alfredo Pasquarello
1997
Journal Articles

Résumé

We report a first-principle study of the E(1) defect in alpha-quartz and of the analogous E'(gamma) defect in amorphous SiO2. Our calculation supports the attribution of both these defects to a positively charged oxygen vacancy. The ground-state configuration of these defects is characterized by a large local relaxation of the atomic network, which leads to a localization of the unpaired electron on a Si dangling bond. Using the calculated electronic spin densities, we fully characterize the hyperfine interactions with nearby Si-29. Our results explain well both the strong and the weak features that are observed in the experimental spectra.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/5a758375-9737-4fd2-9442-ab4c5cb40b55

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Structure hyperfine

vignette|Représentation schématique des niveaux fins et hyperfins de l’hydrogène. La structure hyperfine d’un niveau d’énergie dans un atome consiste en une séparation de ce niveau en états d’énergie très proches. Il s’observe essentiellement par une raie spectrale dans le domaine radio ou micro-onde, comme la raie à 21 centimètres de l’hydrogène atomique. La structure hyperfine s’explique en physique quantique comme une interaction entre deux dipôles magnétiques : Le dipôle magnétique nucléaire résultant du spin nucléaire ; Le dipôle magnétique électronique lié au moment cinétique orbital et au spin de l’électron.

Résonance paramagnétique électronique

vignette|redresse=1.25|Spectromètre à résonance paramagnétique électronique La résonance paramagnétique électronique (RPE), résonance de spin électronique (RSE), ou en anglais electron spin resonance (ESR) désigne la propriété de certains électrons à absorber, puis réémettre l'énergie d'un rayonnement électromagnétique lorsqu'ils sont placés dans un champ magnétique. Seuls les électrons non appariés (ou électrons célibataires), présents dans des espèces chimiques radicalaires ainsi que dans les sels et complexes des métaux de transition, présentent cette propriété.

Configuration électronique

redresse=1.6|vignette|Planche synthétisant la règle de Klechkowski (en haut à gauche) de remplissage des sous-couches électroniques ; en haut la géométrie des quatre types d'orbitales atomiques ; au centre la géométrie de quelques orbitales moléculaires ; en bas le nombre maximum d'électrons pouvant occuper les atomiques connues à l'état fondamental.

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