Исследование особенностей низкоэнергетических электронных возбуждений иона тербия в кристалле KTb(WO₄)₂ методом рамановского рассеяния света

Abstract

Исследован спектр рамановского рассеяния света в монокристалле KTb(WO₄)₂ в области частот 3–950 см⁻¹ при температуре 5 К. Обнаружены все компоненты основного мультиплета ⁷F₆ иона Tb³⁺, расщепленного в кристаллическом поле с симметрией С₂. Установлено, что первый возбужденный электронный квазидублет состоит из двух синглетных уровней с разной симметрией и отделен щелью ∼75 см⁻¹ от основного квазидублета. Исследовано поведение всех экспериментально обнаруженных уровней во внешнем магнитном поле H ⊥ С₂ и H || С₂. Определены факторы спектроскопического расщепления для основного и возбужденных уровней иона тербия в кристалле KTb(WO₄)₂. Результаты исследований подтверждают, что при низких температурах реализуется случай изинговской анизотропии и исследуемый магнетик можно считать системой двухуровневых магнитных ионов.

Досліджено спектр раманівського розсіювання світла в монокристалі KTb(WO₄)₂ в області частот 3–950 см⁻¹ при температурі 5 К. Виявленo всі компоненти основного мультиплету ⁷F₆ иона Tb³⁺, що розщеплений у кристалічному полі з симетрією С₂. Встановлено, що перший збуджений електронний квазідублет складається з двох синглетних рівней з різною симетрією та відділений щіллю ∼75 см⁻¹ від основного квазідублету. Досліджено поведінку всіх експериментально виявлених рівней у зовнішньому магнітному полі H ⊥ С₂ и H || С₂. Визначенo фактори спектроскопічного розщеплення для основного та збуджених рівней іону тербію в кристалі KTb(WO₄)₂. Результати досліджень підтверджують, що при низьких температурах реалізується випадок ізінгівської анізотропії та що магнетик, який досліджується, можна вважати системою двохрівневих магнітних іонів.

Raman light scattering in the KTb(WO₄)₂ single crystal is investigated in the frequency range of 3–950 cm⁻¹ at 5 K. The ground multiplet ⁷F₆ иона Tb³⁺ ion is splitting by the crystal field with symmetry C₂, and all the multiplet components are detected. It is founded that the first excited electronic quasidoublet consists of two singlet levels of different symmetry, and it is separated from the ground quasidoublet by the gap of ~75 cm⁻¹. The behavior of all detected levels is investigated in external magnetic fields H ⊥ C₂ and H || C₂. The factors of spectroscopic splitting are determined for the ground and excited levels of the Tb³⁺ ion in the KTb(WO₄)₂ crystal. The experimental data support the view that at low temperatures the case of Ising anisotropy is realized, and the crystal under study should be considered as a system of two-level magnetic ions.