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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 25, Number 6
JKCSEZ 25(6)
December 20, 1981 

ESR Study of Paramagnetic Defects of the γ-irradiated Potassium Sulfate Single Crystal

γ-선에 조사된 황산칼륨 단결정의 상자성 결함에 관한 전자스핀공명 연구
Chul Hyun Yo, Won Yang Chung, Jong In Hong, Eun Ok Kim, Jung Sung Yang

여철현, 정원양, 홍종인, 김은옥, 양정성
황산칼륨(K2SO4) 포화용액으로부터 증발법으로 K2SO4 단결정을 최적조건에서 생성시킨다. 이 단결정은 약 12 × 106 렌트켄의 γ-선에 조사시키면 그 결정내에 상자성 중심 또는 상자성 결합을 형성한다. 이 상자성 중심들의 전자스핀공명(ESR) 스펙트라를 상온에서 X-띠 전자스핀 공명 분광분석기로 얻는다. 상자성종들의 ESR 피이크들은 무등방성을 보이지만 SO3-기만은 g = 2.0036인 가우스형 등방성 피이크이었다. 무등방성피이크들의 각도 의존성을 나타내기 위하여 서로 직교하는 a, b, c 결정축으로 단결정을 회전시키면서 여러 각도에서 ESR 스펙트라를 기록하였다. 무등방성 피이크들과 등방성 피이크의 선위치관계로부터 g값들을 계산하고 각 상자성 중심에 대응하는 g-값의 9매트릭스 원소들을 대각화 시켜 주 g-값과 방향여현을 얻는다. 이들 특성 주 g-값과 방향여현을 사용하여 모든 상자성 결합구조를 확인하였다.

Single crystals of Potassium Sulfate (K2SO4) have been grown from the saturated solution by the evaporation method at the optimum conditions. Radiation damages in the crystal by γ-irradiation of about 12 × 106 Roentgen have given rise to paramagnetic centers or paramagnetic defects. Electron spin resonance (ESR) spectra of the centers are obtained with the X-band EPR spectrometer at room temperature. The ESR peaks of the paramagnetic species are found to be anisotropic but the peak of SO3- radical is an isotropic of Gaussian shape at g = 2.0036. A number of ESR spectra of the crystal for angular variation of the anisotropic peaks are recorded at various orientations of rotation about a, b and c crystallographic axes respectively. The g-values are calculated from the line position between anisotropic peaks and the isotropic one and then principal g-values and its direction cosines of the species are obtained by diagonalization of 9 matrix elements of the corresponding g-values. All the paramagnetic defects are identified by the characteristic principal g-values and its direction cosines.

367 - 375
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