FAR INFRARED STUDIES OF THE PAIR MODE IN MnF₂ : Fe²⁺

Résumé
Une raie active du dipôle MnF₂ : Fe+ + a été observée par spectroscopie infra-rouge à 144,9 cm³ à 1,2 °K. Cette raie apparaît seulement dans le cas où le champ E est parallèle à l'axe optique. La fréquence de la raie décroît lorsque la température augmente, et la largeur qui est de quelques cm^-1 à 1,2 °K augmente fortement au-dessus de 20 °K. La loi de variation avec la température et avec le champ magnétique indique que cette raie a pour origine un mode de pair dû à une excitation simultanée d'un spin Fe²⁺ et d'un spin Mn²⁺ voisin. Un calcul par les fonctions de Green permet d'interpréter les résultats à 1,2 °K par un choix approprié des constantes d'échange impuretés-solvant entre premiers et seconds voisins.

Abstract
An electric dipole active line in MnF² : Fe²⁺ has been observed by far infrared techniques at 144.9 cm^-1 at 1.2 °K. The line is observed only for E parallel to the optic axis. With increasing temperature the frequency of the line decreases, while the halfwidth, which is a few cm^-1 at 1.2 °K, increases strongly above 20 °K. The temperature dependence of the absorption line and a very small magnetic field dependence indicate that the line is due to a pair mode process consisting of a simultaneous excitation of a Fe²⁺ spin and a next nearest Mn²⁺ spin. A Green's function calculation is used to fit the 1.2 °K data by appropriate choice of the impurity-host exchange constants between next nearest and nearest neighbors.