We discuss recent progress and future prospects for the analysis of the 4f${N-1}$5d excited states of lanthanide ions in host materials. Ab-initio calculations for Ce$^{3+}$ in LiYF$_4$ are used to estimate crystal-field and spin-orbit parameters for the 4f$^1$ and 5d$^1$ configurations. We discuss the possibility of using excited-state absorption to probe the electronic and geometric structure of the 4f$^{N-1}$5d excited states in more detail and we illustrate these ideas with calculations for Yb$^{2+}$ ions in SrCl$_2$.
On the magnetism of Ln{2/3}Cu{3}Ti{4}O{12} (Ln = lanthanide)
研究了Ln $_{2/3}$ Cu $_3$ Ti $_4$ O $_{12}$系列化合物的磁性和热力学性质。这里$Ln$代表镧系元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Yb。%大多数化合物被制备为单相多晶粉末%，没有任何痕量的杂质。通过$Ln=$ Gd、Er和Tm检测到杂质$(< 2%)$ %的边缘量。对于$Ln=$ Ce和Yb，发现了显著量的杂质相。研究的所有样品都在空间群$Im\bar{3}$中结晶，晶格常数遵循镧系收缩。Ce化合物的晶格常数揭示了Ce $^{4+}$的存在，导致组成Ce $_{1/2}$ Cu $_3$ Ti $_4$ O $_{12}$。从磁化率和电子自旋共振实验可以得出结论，铜离子总是携带一个自旋$S=1/2$和反铁磁秩序接近25\，K。Curie-Weiss温度可以近似地计算，假设两个亚晶格模型分别对应于铜和镧系离子。似乎重稀土的磁矩弱耦合到铜自旋，而对于轻镧系元素没有这样的耦合被发现。$4f$矩保持顺磁性下降到最低温度，与Tm化合物，这表明增强的Van-Vleck磁性由于非磁性单重基态的晶体场分裂$4f$歧管的例外。从比热测量，我们准确地确定了反铁磁有序温度，并获得有关稀土离子的晶体场状态的信息。热容量的结果还揭示了存在一小部分的Ce $^{3+}$的磁性$4f^1$状态。
Chemical-state analyses of Ni, Zn, and W ions in NiWO$_4$-ZnWO$_4$ solid solutions by X-ray photoelectron spectroscopy
用X射线光电子能谱学研究了NiWO $_4$ -ZnWO $_4$微晶固溶体中Ni、Zn、W的化学状态。记录的Ni 2 p、Zn 2 p和W 4 f光电子线以及Ni L $_2$ M $_{23}$ M $_{45}$、Zn L $_3$ M $_{45}$ M $_{45}$和W N $_4$ N $_{67}$ N $_{7}$俄歇跃迁线的光谱显示出随Zn浓度增加而显著的变化。结合解析的光电子和俄歇跃迁线的位置来构建固体溶液中金属离子的所谓化学状态图（瓦格纳或俄歇参数图）。随着锌浓度的增加，俄歇参数增加，镍和减少，从而证明了降低和增加的电子极化率周围的核心电离的镍和W离子，分别。同时，锌氧键的性质和锌离子周围的局域结构没有改变。结果表明，Zn ~（2+）对NiWO $_4$的稀释作用是伴随着Ni-O键离子性的增加和W-O键共价性的增加。这些变化归因于[NiO PDMATHAMT]和[WO PDMATHAMT]结构单元之间的电荷重新分配。我们表明，一个仔细的深入分析的XPS数据与实验室为基础的X射线光电子能谱学系统可以给化学敏感，定性信息的变化，在第一协调领域的每个金属离子。这些信息只能通过基于同步加速器的技术（例如X射线吸收光谱）获得。
High resolution spectroscopy of individual erbium ions in strong magnetic fields
本文利用光电探测光激发光谱法同时测定了硅中铒离子的光学和顺磁性质。我们证明，这种高光谱分辨率的技术可以利用观察相互作用通常无法分辨的硅使用传统的光谱技术，由于不均匀的加宽。特别地，我们分别解决了4 I 15/2基态和4 I 13/2激发态的塞曼分裂，并在强磁场中观察到不同晶场能级的塞曼分量之间的反交叉。我们讨论了使用这种电子检测技术在确定硅中的铒网站的对称性和结构。
Evidence of nickel ions dimerization in NiWO$_4$ and NiWO$_4$-ZnWO$_4$ solid solutions probed by EXAFS spectroscopy and reverse Monte Carlo simulations
通过X射线吸收光谱结合反向蒙特卡罗（RMC）模拟，发现在高镍含量的钨型NiWO $_4$和Zn $_c$ Ni $_{1-c}$ WO $_4$固溶体中存在交换耦合的$^{2+}$离子--所谓的磁性二聚体.在微晶NiWO $_4$、Zn $_c$、Ni $_{1-c}$ WO $_4$和ZnWO $_4$的Ni K边、Zn K边和W L $_3$边测量了温度（10- 300 K）和成分依赖的X射线吸收光谱。结构模型，获得同时分析的扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）光谱在三个金属吸收边，使用RMC模拟。不同原子对的径向分布函数使得详细追踪金属离子局域环境的变化和热无序的影响成为可能。在整个研究的温度范围内，在NiWO $_4$中证明了[NiO $_6$ ]八面体的准一维锯齿形链内的Ni $^{2+}$离子的二聚化。它表现为Ni-Ni径向分布函数分裂成两个单独的峰。该效果进一步保存在固溶体Zn $_c$ Ni $_{1-c}$ WO $_4$中用于$c \leq 0.6$，这与在相邻位置找到两个Ni $^{2+}$离子的概率有关。
High-resolution spectroscopy of Pr3+ions in YAl3(BO3)4:Pr3+. Crystal-field, hyperfine,and electron-deformation interactions
Kazan Federal University（喀山联邦大学）；Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院光谱研究所）；Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)（莫斯科物理技术学院（国立研究型大学））；Beijing Institute of Technology (BIT)（北京理工大学）；University of Parma（帕尔马大学）
