ELECTRONIC STRUCTURE OF Fe ION IN CuGaS₂

Résumé
La structure électronique autour d'un ion Fe dans CuGaS₂ est étudiée en traitant le complexe formé par un ion Fe entouré tétraédriquement par quatre ions de S et portant une attention particulière au champ cristallin de faible symétrie et à l'interaction spin-orbite. Les états électroniques sont obtenus par la méthode de Heitler-London en tenant compte des différentes configurations ioniques. On remarque que tous les états excités de basse énergie consistent essentiellement en des configurations de transfert de charge Fe²⁺(S₄)^7-. Les valeurs de g et de la constante d'anisotropie uniaxiale de l'hamiltonien de spin sont calculées pour l'état de base ⁶A₁. Ces calculs montrent que les valeurs observées de ces paramètres, qui sont anormalement élevées, résultent de configurations de transfert de charge à la fois de l'état fondamental et des premiers états excités.

Abstract
The electronic structure around an Fe ion doped into CuGaS₂ is investigated with a particular emphasis of the low symmetry crystal field and spin-orbit interaction, by dealing with a cluster consisting of an Fe ion and four S ions surrounding it tetrahedrally. The electronic states are obtained based on the Heitler-London scheme with taking into account various ionic structures. It is pointed out that all the low energy excited states consist mainly of charge transfer configurations Fe²⁺(S₄)^7-. The g-values and uniaxial anisotropy constant D of the spin Hamiltonian for the ground state ⁶A₁ are calculated. It is shown from the calculations that the anomalously large observed values of them are due to high mixing ratio of the charge transfer configurations into both the ground state and the lower excited states.