ABSORPTION SIMULTANÉE DE DEUX PHOTONS DANS CuCl, CuBr et CuI

Résumé
L'absorption simultanée de deux photons a été étudiée dans les halogénures de cuivre : CuCl, CuBr et CuI. Des transitions interdites en spectroscopie d'absorption classique à un photon ont été mises en évidence. Des raies d'absorption dues à la création d'excitons longitudinaux 1S et de polaritons transverses ont été observées dans CuCl et CuBr. Les différences d'énergie entre les excitons longitudinaux et transverses ont pu être comparées aux valeurs théoriques calculées à l'aide de la formule donnée par Denisov et Makarov. Des raies d'absorption dues à la création d'excitons P ont été observées dans les trois composés. Elles ont été identifiées grâce à leur position spectrale et leur importante intensité d'oscillateur. Enfin, les structures de ces raies ont pu être attribuées à la création simultanée d'excitons P et de phonons longitudinaux optiques du cristal. Ces structures sont comparables à celles observées par Ringeissen et al. en absorption à un photon. Ces spectres peuvent être expliqués à l'aide de deux modèles théoriques, se différenciant par le choix des niveaux d'énergie intermédiaires qu'ils prennent en considération. Dans le modèle à trois bandes (Loudon) les niveaux intermédiaires sont des niveaux électroniques d'une autre bande. Les transitions vers les niveaux d'énergie des excitons S sont permises. Dans le modèle à deux bandes (Mahan), les niveaux intermédiaires sont les niveaux d'énergie des excitons S. Les transitions sont alors permises vers les niveaux d'énergie des excitons P.

Abstract
The simultaneous absorption of two photons has been studied in the following copper halides : CuCl, CuBr and CuI. Transitions which are forbidden in the one-photon absorption have been observed. Absorption lines due to the creation of longitudinal 1S excitons and transverse polaritons have been shown in CuCl and CuBr. The energy splittings between longitudinal and transverse excitons have been compared to theoretical estimations deduced from Denisov and Makarov's formula. Absorption lines due to the creation of P excitons have been observed for the three compounds. They have been identified by their spectral positions and large oscillator strengths. Finally structures of the preceding lines have been attributed to the simultaneous creation of P excitons and longitudinal optical phonons. Comparable structures of S excitons lines have been observed by Ringeissen et al. in the one-photon absorption spectrum. Two different theoretical models have to be considered in order to explain the observed spectra. These models take into account different virtual intermediate states. In the three-band model (Loudon) the electronic states of another band are the intermediate states considered. Allowed transitions towards S exciton states are predicted in this model. In the two-band model (Mahan) the S exciton states are the intermediate states considered. Allowed transitions towards P exciton states are then predicted.