Calculation of Electrostatic Crystal Field Parameters of Rare Earth Hydrated Single Crystals

Abstract

The process of calculation of point charge and dipolar contributions to the crystal field parameters is outlined and the properties of the latter are discussed. This procedure is applied to the case of the two most extensively investigated hydrated rare earth crystals, Pr-ethylsulfate and Yb-ethylsul- fate. The positions of the dipole centres and charge centres are estimated on the basis of the recently determined structure of these two compounds. The point charge contribution to C20 is found to be comparable to that due to the point dipoles, although the former are the next nearest neighbors of therare earth ion. On the other hand the point charge contributions to C40, C60, or C66 are negligible. The computed total crystal field parameters, taking the screening and scaling factors into consideration, are found to be in reasonable agreement with those derived from experimental data except for C20. Die Berechnungsmethode der Punktladungs- und die Dipolbeitrage zu den Kristallfeldparametern wird dargestellt und die Eigenschaften der Parameter werden diskutiert. Dieses Verfahren wird auf den Fall der beiden am haufigsten untersuchten Seltenerdkristalle, Pr-Ethylsulfat und Yb Ethylsulfat. Die Lagen der Dipolzentren und Ladungszentren werden auf der Grundlage der kiirz lich bestimmten Struktur dieser beiden Verbindungen berechnet. Es wird gefunden, da13 der Beitrag der Punktladungen zu C20 mit dem von den Punktdipolen herriihrenden vergleichbar ist, obwohl die ersteren die iibernachsten Nachbarn der Seltenerdionen sind. Andererseits sind die Punktladungsbeitrage zu C40, C60 oder C65 vernachlassigbar. Die berechneten Gesamt-Kristallfeldparameter, unter Beriicksichtigung von Abschirm- und Skalierungsfaktoren, sind bis auf C20 in verniinftiger nbereinstimmung mit denen aus experimentellen Werten.