Особенности поведения интенсивностей компонент крамерсова дублета в NdFe₃(BO₃)₄ в поперечной зеемановской геометрии

Abstract

В области оптического перехода ⁴I₉/₂ → ²H₁₁/₂ иона Nd³⁺ в легкоплоскостном антиферромагнитном кристалле NdFe₃(BO₃)₄ обнаружена нетривиальная зависимость поляризаций линий поглощения крамерсова дублета 15971–15978 см−¹ от внешнего магнитного поля в геометрии поперечного эффекта Зеемана. По полевой зависимости расщепления возбужденного дублета Nd³⁺ определены значения поперечного g-фактора и эффективного поля обменного взаимодействия с магнитной подсистемой Fe³⁺ в этом состоянии. Предложена полуэмпирическая формула, описывающая полевые зависимости интенсивностей поляризованных компонент линий поглощения, соответствующих крамерсову дублету 15971–15978 см−¹. Формула, кроме масштабных коэффициентов, содержит в качестве параметров только определенные независимо величины обменных полей основного и возбужденного состояний.

В області оптичного переходу ⁴I₉/₂ → ²H₁₁/₂ іону Nd³⁺ в легкоплощинному антиферомагнітному кристалі NdFe₃(BO₃)₄ виявлено нетривіальну залежність поляризацій ліній поглинання крамерсова дублету 15971–15978 см−¹ від зовнішнього магнітного поля в геометрії поперечного ефекту Зеемана. З польової залежності розщеплення збудженого дублету Nd³⁺ визначені значення поперечного g-фактора і ефективного поля обмінної взаємодії з магнітною підсистемою Fe³⁺ в цьому стані. Запропоновано напівемпіричну формулу, що описує польові залежності інтенсивностей поляризованих компонент ліній поглинання, що відповідають крамерсову дублету 15971–15978 см−¹ . Формула, крім масштабних коефіцієнтів, містить в якості параметрів тільки незалежно визначені величини обмінних полів основного і збудженого станів.

Nontrivial magnetic field dependence of the polarization of the Kramers doublet absorption lines (15 971–15 978 cm−¹) was observed in the range of the ⁴I₉/₂ → ²H₁₁/₂ optical transition of Nd³⁺ ion in an easy-plane antiferromagnet NdFe₃(BO₃)₄ in the transversal Zeeman effect geometry. Values of the transversal g factor and the effective exchange field with Fe³⁺ magnetic subsystem were determined for the excited state of Nd³⁺ from the field dependence of the doublet splitting. A semiempirical equation was proposed for the description of the field dependence of the intensities of the polarized components of the absorption lines corresponding to the Kramers doublet 15 971–15 978 cm−¹. Besides the scaling factors, the equation contains only the independently determined magnitudes of exchange fields for the ground and excited states as parameters.