Geçiş metal iyonlarının bazı toprak alkali formatlara katkılanmasıyla oluşturulan paramanyetik maddelerin epr spektroskopisi ile incelenmesi / Hüseyin Kalkan; Danışman Fevzi Köksal.
Özet
Bu çalışmada bazı geçiş metal iyonlarının toprak alkali format tek kristallerine katkılanmasıyla bu iyonların girmiş olduğu çevrelerin elektrik alan simetrileri manyetik özellikleri ve katkı iyonlarının kristal örgüdeki bağ yapıları Elektron Paramanyetik Rezonans (EPR) tekniğiyle incelendi. İncelenen örnekler üç gruba ayrıldı. Birinci grupta Cd(HCOO)2H2O, Pb(HCOO)2 ve Ca(HCOO)2-Sr(HCOO)2 tek kristallerine 3d¹elektron yerleşimine sahip VO²+ iyonu katkılandı. İkinci olarak Cd(HCOO)2H2O tek kristaline 3d9 elektron yerleşimine sahip Cu²+ iyonu katkılandı ve üçüncü grupta da Ca(HCOO)2-Sr(HCOO)2 tek kristallerine 3d5 elektron yerleşimine sahip Mn²+ iyonu katkılandı. VO²+ iyonu katkılanan Pb(HCOO)2 ve Ca(HCOO)2-Sr(HCOO)2 tek kristallerinde birim hücresinde dört paramanyetik merkez gözlendiği halde Cd(HCOO)2H2O tek kristalinde iki paramanyetik merkez gözlendi. Cd(HCOO)2H2O ve Pb(HCOO)2 tek kristallerinin Diffuse reflectance :(DR) tekniği ile EPR tekniğinden elde edilen sonuçların birleştirilmesiyle VO²+ paramanyetik iyonunun bağ katsayıları ve spin-hamiltoniyen parametreleri hesaplandı.Bu üç kristalde de VO²+ paramanyetik iyonu girmiş olduğu çevrelerde eksenssel simetriklik özelliği göstermektedir. Vanadyum iyonu Cd(HCOO)2H2O ve Pb(HCOO)2 tek kristallerine hem substitutional hem de interstitial olarak girdiği gözlenirken Ca(HCOO)2-Sr(HCOO)2 tek kristaline sadece substitutional olarak girdiği gözlendi. Cu²+ iyonu katkkılanan Cd(HCOO)2H2O tek kristalinin bakır iyonuna ait EPR spektrumları oda sıcaklığında gözlenemediği için tüm spektrumlar sıvı azot sıcaklığında alındı. Cd(HCOO)2H2O tek kristalinin oda sıcaklığında alınan EPR spektrumlarında bu komplekse doğal olarak girmiş izotropik yapıya sahip mangan iyonlarına raslandı. Sıvı azot sıcaklığına inildikçe bu spektrumların şiddetlerinin sıfıra yaklaştığı gözlendi. Cu²+ katkılanan Cd(HCOO)2H2O tek kristalinin sıcaklığı değiştirilerek alınan spektrumlardan bu paramanyetik iyonun John-Teller bozunmasına uğradığı gözlendi. Cd(HCOO)2H2O tek kristalinin birim hücrede bulunana iki site'ın EPR tekniiği ile elde edilen yön kosinüsleri ile literatürdeki NMR tekniği sonucu elde edilen yön kosinüsleri karşılaştırldı. Bu iki tekniğin kullanılmasıyla eld edilen sonuçlar deneysel hata sınırları içerisinde birbirleri ile uyum içinde olduğu gözlendi ve bunun sonucu olarak birim hücrede bulunan iki site ayrı ayrı belirlendi. Belirlenen bu siteların g ve A (a.i.y) değerleri kullanılarak a², ß², k ve P moleküler bağ katsayıları hesaplandı ve herbir site için dalga fonksiyonları yazıldı. Bulunan bu dalga fonksiyonlarının literatürde benzer kompleksler için elde edilen dalga fonksiyonları ile uyum içinde olduğu gözlendi. Son olarak Ca(HCOO)2-Sr(HCOO)2 tek kristaline katkılanan Mn²+ iyonunu inceledi. Bu kristalde bulunan dört site'tan sadece ikisinin analizi yapılabildi. Bu kompleksin oda sıcaklığındaki spektrumlarının çizgi genişlikleri oldukçabüyük olmaktadır. Bu nedenle birim hücrede bulunan dört site'ın spektrum çizgilerini birbirinden ayırmak güç olmaktadır. Katkı maddesinin ve hazırlanma şartlarının değiştirilmesi ile elde edilen kristallerin dış görünüşleri ve simetrilerinin de değiştiği gözlendi.
