Применение высокочастотного ЭПР/ЭСЭ для идентификации примесного состава и электронной структуры керамик на основе гранатов

Обнаружены и идентифицированы спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) примесных ионов Ce$^{3+}$, Yb$^{3+}$, Cr$^{3+}$ и Gd$^{3+}$ в керамиках иттрий-алюминиевого граната Y$_{3}$Al$_{5}$O$_{12}$ (YAG) на частоте 94 GHz. Показано преимущество измерения спектров ЭПР в высокочастотном диапазоне по сравнению со стандартной техникой ЭПР, позволяющее разделить спектры ЭПР, характеризующиеся разными анизотропными $g$-факторами, а также выделить сигналы ЭПР, обусловленные расщеплением тонкой структуры для центров с высоко-спиновыми состояниями. В керамиках с высоким содержанием магнитных ионов Gd$^{3+}$ наблюдались спектры ЭПР и электронного спинового эха (ЭСЭ) много-ионных комплексов гадолиния, при этом при низких температурах видны спектры ЭПР комплексов с максимальным количеством обменно-связанных ионов гадолиния. Исследования температурных зависимостей спектров ЭПР свидетельствует о ферромагнитном упорядочении обменно-связанных комплексов гадолиния.