3d1离子(如VO2+,V4+)是一类非常重要的离子,其掺杂电子顺磁共振谱已有大量的研究,积累了丰富的实验数据.利用3d1离子在四角压缩八面体对称中EPR参量的高阶微扰公式,计算了锌磷酸盐玻璃晶体中掺杂VO2+的EPR参量(g因子g‖,g⊥和超精细结构常数A‖,A⊥)和光吸收谱.由于锌磷酸盐玻璃晶体中掺杂VO2+中配体O2-的自旋-轨道耦合参量ζ0p(≈150 cm-1)与中心过渡金属3d1离子V4+的ζ0d(≈ 248 cm-1)相差不太大,故来自配体的自旋-轨道耦合参量ζ0p对EPR参量和光吸收谱的贡献必须予以考虑.采用重叠模型建立了杂质中心结构参数与电子顺磁共振(EPR)参量以及光吸收谱之间的定量关系;通过拟合锌磷酸盐玻璃中V4+中心的EPR参量和光吸收谱理论与试验符合,获得了杂质中心［VO6］8-基团的局域结构;研究发现,［VO6］8-基团的平行和垂直于C4轴的键长分别为:R‖≈0.175 nm,R⊥≈0.197 nm,即［VO6］8-基团的局域结构为沿C4轴方向呈压缩的八面体结构;所得EPR参量和光吸收谱的理论值与实验符合很好,并对上述结果的合理性进行了讨论.这说明微扰法可以用来研究材料中掺杂3d1过渡金属离子的EPR参量和光吸收谱.此外,对超精细结构常数(A‖和A⊥)的研究发现,较大的芯区极化常数κ值说明VO2+中未配对的s电子对超精细结构常数有较大的贡献.

由于硝酸钒锌二安替比林晶体[Zn(antipyrine)2(NO3)2:VO2+]中配体O2-的自旋轨道耦合参量ζ0p≈150 cm-1与中心过渡族3d1离子V4+的ζ0d≈248 cm-1相差不太大,故配体的自旋轨道耦合参量ζ0p对电子顺磁共振(EPR)谱和光吸收谱的贡献必须考虑。采用双自旋轨道耦合参量模型和相关的晶体场能级公式,计算了Zn(antipyrine)2(NO3)2:VO2+晶体的EPR谱和光吸收谱,所得理论结果与实验发现很好符合；确定了该晶体的局域对称结构沿C4轴的四角畸变约为0.45 nm；计算发现,较大的κ值说明VO2+中未配对的s电子对超精细结构常数有较大的贡献。并对上述这些结果的合理性进行了讨论。