Electron Spin Resonance Study of Fe+ Centers in NaCl:Fe++ and Motion of the Associated Vacancies

Abstract

X-irradiation at 77 K of a NaCl:Fe++ crystal produces orthorhombic and axial Fe+ ESR spectra of comparable intensities. The corresponding Fe+ (ortho) and Fe+ (tetra) centers are identified with, respectively, a substitutional Fe+ perturbed by a nearest and a next nearest cation vacancy. At 170 K the cation vacancy of Fe+ (ortho) jumps to the next nearest neighbour position enhancing the Fe+ (tetra) intensity. Above 215 K the vacancy moves away completely and the unperturbed Fe+ (cubic) is formed. It is concluded from this study that before X-irradiation Fe++ perturbed by either nearest or next nearest cation vacancies occur in roughly comparable amounts and that the activation energy for cation vacancy motion in NaCl is 0.72 eV. Irradiation aux rayons X a 77 K d'un crystal NaCl:Fe++ produit des spectres de RPE Fe+ pos-sedant des symetries orthorhombiques et axials. Les centres Fe+ (ortho) et Fe+ (tetra) correspondants sont identifies avec un ion Fe+ substitutionel perturbe, respectivement par une lacune cation voisine ou prochaine voisine. A 170 K la lacune cation de Fe+ (ortho) saute vers la position prochaine voisine et augmente ainsi l'intensite de Fe+ (tetra). Vers 215 K la lacune se separe completement et le centre Fe+ (cubic) non perturbe se forme. On conclut qu'avant l'irradiation les deux types de centres Fe++ perturbes sont presents avec des concentrations comparables et que l'energie d'activation pour le mouvement d'une lacune cation dans le NaCl est de 0,72 eV.