Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 32, Numéro C1, Février 1971
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés à la 7ème CONFÉRENCE INTERNATIONALE DE MAGNÉTISME 1970
Page(s) C1-710 - C1-717
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19711249
EXPOSÉS et COMMUNICATIONS présentés à la 7ème CONFÉRENCE INTERNATIONALE DE MAGNÉTISME 1970

J. Phys. Colloques 32 (1971) C1-710-C1-717

DOI: 10.1051/jphyscol:19711249

OPTICAL SPECTROSCOPY OF MAGNETIC INSULATORS

S. HÜFNER

Fachbereich Physik Freie Universität Berlin


Résumé
On passe en revue les recherches sur les propriétés optiques des isolants magnétiques. Jusqu'ici ce type de mesures a fourni une quantité d'informations sur les interactions de différents types de niveaux d'excitons (électronique et magnétique), et a aidé, à un degré moindre, à la détermination des constantes d'échange, qui sont nécessaires à la description de propriétés microscopiques. Le cas le plus simple est celui des orthoferrites et des orthochromites de terres rares, où les ions de terres rares sont soumis seulement à des interactions magnétiques faibles, qui peuvent être décrites par un modèle de champ moléculaire ; on donne comme exemple les résultats sur ErCrO3. Un autre cas simple est celui de paires couplées magnétiquement, isolées dans une matrice diamagnétique tel que Cr3+ dans Al2O3 (rubis). Les interactions que l'on déduit dans ce cas sont en bon accord avec celles réellement trouvées dans Cr2O3. Les interactions magnétiques dans les systèmes comportant de fortes interactions, conduisent à des transitions optiques additionnelles nouvelles, les bandes latérales dues aux ondes de spin. Elles ont été, pour la plupart, complètement étudiées dans MnF2, et pour une transition particulière, les phénomènes qui lui sont lies (dispersion des excitons, interaction magnon-exciton) ont été entièrement compris du point de vue quantitatif. Dans les systèmes magnétiques avec de fortes interactions et plusieurs sous-réseaux magnétiques, l'interaction des différents états crée une séparation magnétique de Davidov, comme dans le spectre optique de Cr2O3.


Abstract
The optical investigation of magnetic insulators is reviewed. So far this type of measurements has yielded much information on the interaction of various types of exciton levels (electronic and magnetic) and has aided less to the determination of exchange constants, which are needed for a description of macroscopic properties. - The simplest case is that of the rare earth orthoferrites and orthochromites, where the rare earth ions experience only weak magnetic interactions, which can be described by a molecular field model ; as exemple data on ErCrO3 are presented. - The next simple case is that of isolated magnetically coupled pairs in a diamagnetic host, such as e. g. Cr3+ in Al2O3 (ruby). The interactions deduced in that case are in fair agreement with those actually found in Cr2O3. - Magnetic interactions in systems with large interactions lead to new additional optical transitions, the spinwave sidebands. They have most thoroughly been investigated in MnF2, and for one particular transition the phenomena connected with it (exciton dispersion, exciton magnon interaction) are fully understood quantitatively. - In magnetic systems with strong interactions and several magnetic sublattices the interaction of the various states creates a magnetic Davidov splitting as e. g. in the optical spectrum of Cr2O3.