OPTICAL TRANSITIONS BETWEEN SPIN-POLARIZED BANDS IN MAGNETIC CHROMIUM SPINELS

Résumé
On a mesuré l'absorption optique des monocristaux de ZnCr₂Se₄et de CdCr₂Se₄ en lumière polarisée circulaire et linéaire entre 4,2 °K et 300 °K dans des champs magnétiques de 0 à 90 kOe. On observe une structure triplet des bandes d'absorption qui correspondent aux transitions optiques avec Ɗm = + 1,0, - 1. Nous proposons d'expliquer cette structure avec des transitions de la bande de valence dans un état singlet et spin-polarisé. La dégénérescence quadruple de la bande de valence est annulée par le champ magnétique. La variation de la bande d'absorption avec la température et le champ magnétique indique une transition de la structure hélimagnétique en une structure ferromagnétique.

Abstract
Measurements of the optical absorption of single crystal ZnCr₂Se₄ and CdCr₂Se₄ in circularly and linearly polarized light between 4.2 and 300 °K in fields of up to 90 kOe are reported. In both materials we observe a triplet structure with peaks separated by about equal amounts for optical transitions with change in magnetic quantum number Ɗm = + 1, 0, - 1, respectively. We propose to explain the structure with transitions from a fourfold valence band state with degeneracy lifted by the magnetic field to a spin-polarized singlet state. The temperature and field dependence of the absorption peak reflects the transition from helical to parallel spin structure in metamagnetic ZnCr₂Se₄.