Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 32, Numéro C1, Février 1971
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés à la 7ème CONFÉRENCE INTERNATIONALE DE MAGNÉTISME 1970
Page(s) C1-585 - C1-589
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19711202
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés à la 7ème CONFÉRENCE INTERNATIONALE DE MAGNÉTISME 1970

J. Phys. Colloques 32 (1971) C1-585-C1-589

DOI: 10.1051/jphyscol:19711202

TWO MAGNON PAIRING EFFECTS

R. J. ELLIOTT and A. J. SMITH

Theoretical Physics Department, Oxford, England


Résumé
Les interactions entre spins dans les matériaux ferromagnétiques ou antiferromagnétiques sont en général telles que la rotation de deux spins de deux ions situés dans la zone d'interaction d'échange coûte moins d'énergie que la rotation de deux spins plus éloignés. Il peut en résulter une paire de magnons liés possédant des énergies hors de la gamme d'énergie des magnons libres - cet effet est en général plus probable pour les paires dont le vecteur K est voisin de la limite de zone. Des résonances peuvent se produire à l'intérieur de la bande des paires non liées. Ces effets ont été observés en détail par absorption à deux magnons et par le spectre Raman de composés antiferromagnétiques où le mécanisme d'interaction favorise la création de paire proche accentuant ainsi cet effet. Les calculs ont été effectués essentiellement à 0 °K mais les expériences montrent que l'effet existe jusqu'à T > Tc. Les expériences optiques sont limitées aux paires dont K = 0 ; il est possible que des expériences de diffusion de neutrons permettent de démontrer l'existence de paires liées pour des grandes valeurs de K. On passe en revue les récents travaux théoriques et expérimentaux.


Abstract
The interaction between spins in ferromagnets and antiferromagnets is usually such that two spin deviations on ions within the range of the exchange interaction cost less energy to create than two spin deviations at a greater distance. This can result in bound pairs of magnons with energies outside the range of energies of unbound pairs - an effect which is usually more likely for pairs with a K value near the zone boundary. Resonances may occur within the band of unbound pairs. These effects have been observed in detail in the two magnon absorption and Raman spectra of antiferromagnets where the interaction mechanism favours the creation of close pairs and hence accentuates the effect. Theoretical calculations have been mainly confined to T = 0 °K but experiments show that the effect exist up to T > Tc. The optical experiments are confined to pairs with K = 0 ; it is possible that neutron scattering experiments may be able to demonstrate the existence of bound pairs at large K. Recent theoretical and experimental work is reviewed.