Electric dipole-dipole interaction in CaF₂ : R³⁺ and SrF₂ : R³⁺ : Results of ITC and EPR experiments

Résumé
Le travail concerne des concentrations totales de R³⁺ entre 0,02 et 6 % mol. ! Les centres de compensation de charge localisée ont été étudiés au moyen de la RPE, de l'influence d'un champ électrique sur RPE et TCI. On trouve que : i) des échanges dipôle-dipôle modifient de façon significative la forme des courbes TCI même à des concentrations modérées de R³⁺ ; ii) à des concentrations plus élevées (> 0,l % mol.), des échanges dipôle-dipôle modifient la structure des défauts, par exemple le SrF₂ : Gd³⁺. Des grandes variations du quotient des concentrations des centres de compensation de charge tétragonaux et trigonaux (= premiers voisins et seconds voisins, respectivement) ont été observées comme fonction de la concentration totale des Gd³⁺ ; iii) les dipôles permanents associés aux centres de compensation de charge exercent une influence sur les paramètres du champ cristallin de l'ion Gd³⁺ dans les cristaux du type fluorite.

Abstract
The present study deals with total R³⁺ on concentrations ranging from about 0.02 to 6 Mol. % ! The different types of local charge compensation centers have been investigated by means of EPR, electric field effect in EPR and ITC and it was found that : i) dipole-dipole interactions significantly modify the shape of the ITC-curves even at moderate R³⁺ concentrations ; ii) at higher concentrations (> 0.1 Mol. %) dipole-dipole interaction changes the defect structure of for example SrF₂ : Gd³⁺. Large variations of the ratio of the concentrations of tetragonal and trigonal (= n.n. and n.n.n., respectively) charge compensators have been observed as a function of the total Gd³⁺ concentration ; iii) the permanent electric dipoles associated with the charge compensation centers influence the crystal field parameters of the Gd³⁺-ion in fluorite type crystals.