HYPERFINE INTERACTIONS IN AN ORBITAL DOUBLET : CaF₂ : Fe²⁺

Résumé
Le système CaF₂ : Fe²⁺ a été étudié par spectroscopie Mössbauer à des températures variables entre 300 K et 1,6 K et en présence de champs magnétiques jusqu'à 55 kOe à 4,2 K. Sous l'action combinée du champ cubique et du couplage spin-orbite, l'état électronique fondamental est un singulet Γ₁ séparé d'une distance 2 D du premier état excité Γ₄. En champ nul on met en évidence l'apparition d'un doublet quadrupolaire ΔE₂ = 3,6 mm/s vers 9 K, superposé à la raie principale du Fe²⁺ et on déduit 2 D = 16 ± 2 cm^-1. Ceci est en accord avec les prédictions de Ham. En présence d'un champ magnétique des interactions quadrupolaire et magnétique sont induites par suite du mélange du singulet fondamental Γ₁ avec Γ₄.

Abstract
The system CaF₂ : Fe²⁺ has been studied by Mössbauer spectroscopy at various temperatures between 300 K and 1.6 K and with applied magnetic fields up to 55 kOe at 4.2 K. Under the combined action of the cubic field and of the spin-orbit coupling, the electronic ground state is a singlet Γ₁ separated from the first excited triplet Γ₄ by a distance 2 D. In zero field one observes a quadrupole doublet ΔE₂ = 3.6 mm/s around 9 K, superimposed on the main Fe²⁺ single line and one derives 2 D = 16 ± 2 cm^-1. This is in agreement with predictions by Ham. When a magnetic field is applied, quadrupole and magnetic interactions are induced because of the mixing of the fundamental Γ₁ singlet with Γ₄.