Gamma ile ışınlanan NaF, CaF2 ve UV ile ışınlanan (NH4)2 SO4 katkılı K2SO4 tek kristalinin elektron spin rezonans incelemesi

Abstract

Ill ÖZET Bu çalışmada toz haldeki ve suda kristallendirilen BaF ile toz haldeki CaF2 bileşikleri 24 saat süreyle Co-60 kaynağından çıkan X ısınına tutul du. Işınlanan numunelerin, Ondokuzmayıs üniversitesinde bulunan X-band ESR spektrometresiyle alman spektrumları incelendi. Elde edilen spektrumlar dan, sulandırılmamış toz haldeki BaF bileşiğinde herhangi bir bozukluk oluşmamasına rağmen, suda kristallendirilen BaF içinde hidrojen içeren bir bileşiğin oluştuğu ve ışınlama sırasında hidrojen atomunun koparak tek başına kristal örgü içinde tuzaklandığı sonucuna varılmıştır. Aynı sonuç toz haldeki CaFz den de elde edilmiştir. BaF ve CaFz kristal örgüsünde X ışını ile oluşan ikinci bir paranan- yetik merkezin varlığı aynı spektrumlarda gözlenmiştir. Bu merkezlerin, alkali halojenlerde ışınlamanın oluşturduğu örgü bozukluğu veya diğer adıyla renk merkezi olduğu ölçülen g faktörü değerinden anlaşılmıştır. Toz halde ve suda kristallendirilmiş K2SO4, Ondokuzmayıs üniver sitesinde bulunan UV lambasıyla ışınlanmış ve ESE spektrumları alınmıştır. Spektrumlarda eser miktarda BH3* radikali gözlenmesi üzerine amonyum grubu içeren bileşiklerin K2SO4 içine kolayca katkı landırılabileceği varsayımı ile az miktarda (HH^aSCk karıştırılarak yeniden kristallendirildi. UV ile değişik sürelerde ışınlandıktan sonra alınan ESR spektrumları nda oldukça şiddetli ve iki ayrı grup halinde farklı yönelmiş Wfe* radikali oluştuğu görüldü. Kristalin her üç ekseni etrafında manyetik alan içinde döndürül mesiyle elde edilen spektrumlardan iki grup radikale ait hidrojen ve azotun Hamiltonian parametreleri bulundu. Aşırı ince yapı tensörünün köşegen değer leri hidrojen için, birinci grup radikalde 25.1; 24.9; 23.3 G ve ikinci grup radikalde 25.1; 25.4; 22.6 G'dur. Bu değerler azot için birinci grupIV radikalde 10.4; 23.0; 24.1 G ve ikinci grup radikalde 9.8; 22.3; 24.1 G' dur. g tensörünün köşegen elemanları ise her iki grup radikalde ölçüm hataları içinde eğit ve 2.0025; 2.0032; 2.0039 olarak bulundu. Daha önce, HH4CIO4 dışında çeşitli kristal örgüler içinde gözlenen HH3* radikalinin izotropik parametreleri birbirlerine oldukça yakın bulun muştur, izotropik aşırı ince yapı yarılmaları, hidrojen için 24.5 G ve azot için 19 G Civarındadır, g faktörü ise yaklaşık 2.0032 dir. Bu çalışmada bu lunan aH<ı.2>=24.4 G ve aN<ı>=19.2 G, aN<2>=18.7 G ile gı. 2=2. 0032 değerleri önceki çalışmaların sonuçlarıyla uyuşmaktadır. Bu durum, IH*C10* dışındaki yapılarda gözlenen HHa* radikalerinin aynı özellikleri taşıdığını gösterir. Ancak çeşitli örgüler içinde manyetik farklılıklar vardır. çalışmada HHa* radikalinin H-B-H açısı 115° olarak bulundu ve radi kalin yaklaşık düzlemsel olduğu sonucuna varıldı. Aşırı ince yapı tensörü elemanlarının incelenmesinden, radikalin yaklaşık % yörünge elektronuna sahip olduğu anlaşıldı. K2SD4 daha sonra KILtCl ve HHaCHaCDO bileşikleriyle katkı landır ildi ve BH3* radikali için aynı sonuçlar elde edildi.

ABSTRACT ELECTEOE SPII RESOIAICE SPECTROSCOPY OF GAKMA IRRADIATED BaF AED CaF2, ABD UV IRRADIATED KzSO* SIBGLE CRYSTALS, DOPED ¥ITH (HB^aSO*. In this work, BaF and CaF2 powder and BaF crystals nave been irradiated with ¥ rays of Co-60. The ESR spectra of the samples were obtained by using VAKIAN E - Line series X-band EPR Spectrometer of Ondokuzmayis University. Commercially available BaF powder exhibits no ESE line, but irradiated crystals of this compound, which were crown by slow evaporation from aqueous solution, showed an isolated hydrogen atom and a color center spectra, Similar results were obtained for CaF2 powder. E2SO4 powder and crystals which were grown by slow evaporation from aqueous solution, were irradiated with UV rays obtained from an arc lamp and a trace of HH3* radical has been observed. Assuming that the ammonium group could be easily doped in K2SO4, a small amount of (ElDzSO* was mixed with it and crystallized in the same way as before. Irradiation by UV gave the ESR spectra of two magnetically distinct sites of BHs* radical more strongly. The Hamilton! an parameters of both sites of BHa* radical were measured by rotating the crystal around three orthogonal axes and the diagonal elements of the hyperfine tensors of proton and nitrogen were found for both sites and the results were discussed. The diagonal hyperfine tensor elements of proton are 25.1; 24.9; 23.3 G for site I, and 25.1; 25.4; 22.6 G for site II, and of nitrogen are 10.4; 23.0; 24.1 G for site I and 9.8; 22.3; 24.1 G for site II. The diagonal g tensor elements of both sites were found to be equal within the experimental errors. The values are 2.0025; 2.0032 and 2.0039. K2SO4 was also doped with HH4CI and BH4CH3COO and the same spectra were obtained.VI Kecent studies on `Süs* radical in various lattices, except JTEtClO^, show that isotropic hyperfine splittings of hydrogen and nitrogen are approximately 24.5 and 19 G respectively. In this work, the isotropic hyperfine splitting of hydrogen was found to be 24.4 G for both sites, and the isotropic nitrogen splitting was found to be 19.2 G for site I and 18.7 G for site II. The close agreement of the values obtained from all of the works leads to the conclusion that the HHs* radicals observed are identical. Different lattices however cause, the radicals to be magnetically inequivalent. The isotropic g factors found in all the works as well, are in a good agreement with the approximate value of 2.0032. The H-IT-H bond angle of IHs* was calculated to be 115° and the hyperfine tensor elements were measured to be axial ly symmetric. These indicate that IHs* is nearly planar and jc electron radical. K2SO4 was also doped with EILC1 and KUCHaCOO, and the same resuls were obtained for IHa* radical.