晶体中过渡金属离子零场分裂参量的微观解释Ⅰ:等效哈密顿理论

文献中已经提出了很多计算晶体中过渡金属离子零场分裂的微观理论，它们适用于不同对象。证明了这些理论可以发展成一个统一的理论，称这个统一的理论为等效哈密顿理论。若将自旋－轨道与自旋－自旋相互作用作为微扰，静电势与晶场势作为零级进行处理，其收敛情况很好，并且适用于所有过渡金属离子（3d^N,N=2～8）以及所有对称。在发展与建立等效哈密顿理论的过程中，还给出了各相互作用矩阵元的计算公式、等效哈密顿的表达式，自旋哈密顿的矩阵形式，以及各种对称下非零零场分裂参量等，这些表达式对于研究过渡金属离子零场分裂参量和光谱具有普遍适用的意义。

Microscopic Interpretation of the Zero-field Splitting Parameters of Transition-metal Ions in Crystals Ⅰ:An Effective Hamiltonian Theory

An effective Hamiltonian theory is proposed for the zero-field splitting (ZFS) parameters of transition-metal 3dN ions in crystals by treating the spin-orbit and the spin-spin interactions as perturbations to the electrostatic and the crystal-field potentials. With an excellent convergence, this theory makes it possible to determine every ZFS parmeters of any 3dN ion (N=2～8) in any symmetry having an orbital-singlet ground-state.