단결정 LiNbO₃내의 Mn^(2+) 이온의 광 전이현상 연구 (Magneto-optical Transitions of Mn^(2+) Ions in Single Crystals of LiNbO₃)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 61권 / 5호 / 507 ~ 514페이지
· 저자명 : 박정일, 김창득, 이성엽, 조형근, 이형락

초록

사영연산자 방법으로 LiNbO₃내의 Mn^(2+)에 대한 전자스핀공명의선모양함수와 이에 따른 결정체의 구조를 조사하였다. 계를 기술하는스핀 해밀토니안을 사영 연산자에 직접 적용한 선모양함수는 전파인자의급수전개로 비교적 쉽게 구할 수 있었다. 전자스핀 S = 5/2을 가지고있는 전이금속 Mn은 채워지지 않는 3d 전자각이 최 외각에 위치함으로써 스핀-결정구조의 상호작용이 선모양함수에 퍼짐을 발생시킨다.
외부에서 입사된 전자기파의 진동수 ν= 9.27 GHz에서 허용 가능한여러 광 전이 중 +1/2↔-1/2와 +5/2↔-5/2에 대한 선모양 함수의 온도 의존성과공명자기장에 대한 광 흡수율을 온도 150 K와 300 K에서 조사하였다.
계산결과 계의 온도가 증가함에 따라 선폭은 다소 감소되는 경향을보이는데, 이는 온도의 증가와 함께 Nb^(5+)와 Li^+ 이온들이 산소층중간이나 면으로 이동을 하기 때문인 것으로 보여진다. 사영연산자방법으로 계의 선모양 함수를 얻을 수 있었으며, Mn^(2+)이온이c축에 대하여 축 대칭을 가지는 Li 또는 Nb에 치환하고 들어감을 알 수있었다.

영어초록

We calculated the electron spin resonance lineshape (ESRLS) function for n = 1 and 2. The ESRLS of a Mn^(2+) ferroelectric lithium niobate material was studied as a function of the temperature at a frequency of ν = 9.27 GHz (X-band) in the presence of an external field. The temperature dependence of the ESRLS was obtained by using the projection operator method developed by Argyres and Sigel. It is easier to obtain the linewidth by using this method than by using other methods because the linewidth can be obtained directly by using the projection operator, and the approximation L →L_d is not needed. The ESRLS function is shown to be axially symmetric about the c-axis and is analyzed by using the spin Hamiltonian H_(SP) = μ_B (B‧g‧S) + S‧D‧S with the parameters g = 1.972 and D = 0.395 cm^(-1). From the temperature dependence of the linewidth, the linewidths can be seen to decrease with mcreasing temperature in an external field.
This result implies that the scattering effect decreases with increasing temperature. Thus, the present method can be considered to be more convenient for explaining the scattering mechanism as in the case of other optical resonant systems.

참고자료

· 없음