ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Экситон-магнонное поглощение в антиферродиэлектриках из "Теория твёрдого тела " Лоэтому электронные состояния парамагнитного иона Мп + можно классифицировать в первом приближении по неприводимым представлениям группы Oft. В основном состоянии Aig ион Мп + имеет спин 5/2. При температурках кристалла ниже точки Нееля ( 82,6 °К) в кристалле устанавливается строгий антиферромагнитный порядок — спины магнитных подрешеток устанавливаются вдоль и против оси третьего порядка [111] кристалла. [c.545] В магнитных полях различной ориентации и величины проведено в работе Петрова и Харкянена [426]. Рассмотрим частные случаи. [c.546] В полях, удовлетворяющих неравенству Н г= Но 2Не, спины расположены симметрично по отношению к полю i i = — О а = О под углом , определяемым равенством со8 = Яо/2Яе. [c.546] Возбужденное состояние иона Мп + имеет спин 3/2 и относится к неприводимому представлению Elg группы 0 ,. Оно двукратно вырождено по орбитальному движению и четырехкратно по спину. Обменное магнитное поле Яд кристалла снимает вырождение по спину (рис. 79). Нижайшие уровни в основном и возбужденном мультиплетных состояниях соответствуют максимальным проекциям 5/2 и 3/2. Спин-орбитальное взаимодействие снимает двукратное вырождение уровня Elg с проекцией спина 3/2. Обозначим энергии и волновые функции этих состояний буквами ((/), (( -), ф(,, фй. [c.546] В этом случае энергии двух экситонных полос определяются выражением (62.33). Общие формулы для величин давыдовских расщеплений для других ориентаций магнитного поля рассмотрены в работе Петрова и Харкянена [420]. [c.549] Все подуровни Зй-оболочки ионов Мп +, между которыми происходят квантовые переходы в интересующей нас области спектра, имеют положительную четность. Если ионы занимают места, обладающие центром симметрии, то электрические дипольные переходы запрещены по четности. Если же магнитные ионы, принадлежащие одной или нескольким магнитным подрешеткам, смещены из центров симметрии, то электрический дипольный переход разрешается за счет искажения волновых функций ионов. Такое искажение на языке теории возмущений рассматривается как появление в функциях нулевого приближения примесей функций других состояний противоположной четности. Подробное рассмотрение вопроса о снятии запрета по четности в магнитном ионе проведено Петровым и Харкяненом [421]. [c.550] Небольшая разница в энергии возбуждения парамагнитных ионов Мп 1 и Мп2 обусловлена разной симметрией местного поля. Основную роль в электродипольном поглощении играют ионы Мп2, находящиеся в местном поле без центра симметрии. [c.550] Резонансные взаимодействия между парамагнитными ионами обоих типов приводят к коллективным возбуждениям. Эти коллективные возбуждения образуют шесть экситонных зон. Четыре из них могут возбуждаться электродипольным излучением. [c.550] Детали вычислений приведены в работе [422]. [c.551] Д = У 14,1 + 2,06//2 м ), если Н выражено в единицах 10 э. [c.551] Теория магнонных спутников развивалась многими авторами [416, 441, 442]. В этом случае поглощение обусловлено одновременным возбуждением экситона и магнона с равными противоположно направленными волновыми векторами к (волновой вектор света принят равным нулю). Ряд теоретических работ основывался на допущении, что взаимодействие между парамагнитными ионами, переходящими в возбужденное состояние, не изменяет их дисперсии. Ширина магнонных спутников обусловливалась суммой энергетических ширин экситонной и магнонных полос. [c.552] Паркинсон и Лаудон [443] развили теорию, в которой взаимодействие экситонов с магнонами учитывалось в явном виде. Ниже мы изложим основные результаты, полученные при этом теоретическом исследовании. [c.552] В экситон-магнонном возбуждении, образованном светом, должны участвовать пары ионов, относящиеся к разным магнитным подрешеткам. Тогда равная нулю в основном состоянии суммарная проекция спинов пары ионов сохранит свое нулевое значение при электронном возбуждении с изменением спина 5- 5 = = 5—1 одного иона и при спиновом возбуждении второго иона, соответствующем изменению его проекции спина от значения — 5 до значения — 5 1. [c.553] В первой сумме суммирование выполняется только по ближайшим соседям 8п, 5т —спиновые операторы (см. (17.19)). [c.553] Вернуться к основной статье