J. Phys. France 33, 691-697 (1972)
DOI: 10.1051/jphys:01972003307069100

Optical properties and spin dynamics of FeCl2

S.E. Schnatterly et M. Fontana

Service de Physique des Solides Orsay, France

Abstract
The optical absorption spectrum of FeCl2 is reported in the energy range 0.6-3 eV and for temperatures between 1.2 and 300 °K. The observed absorption bands are weak and some have an anomalous temperature dependence below TN, Néel temperature (23.5 °K). A model is proposed to explain the anomalous temperature dependence involving spin-exciton coupling. According to the model information about the nearest-neighbor spin correlation function can be obtained simply from optical absorption data at all temperatures. Results are presented and compared with various models in the different temperature regions.

Résumé
Le spectre d'absorption optique de FeCl2 a été mesuré à des températures comprises entre 1,2 et 300 °K et dans le domaine d'énergie 0,6-3 eV. Les bandes d'absorption observées sont faibles et ont un comportement anormal en température en dessous de la température de Néel (T N = 23,5 °K). Pour expliquer ces variations anormales, le modèle faisant intervenir le couplage spin-exciton est proposé. D'après ce modèle, des informations sur la fonction de corrélation de spin à différentes températures entre plus proches voisins peuvent s'obtenir très simplement à partir des résultats d'absorption optique à ces mêmes températures. Les résultats présentés sont comparés aux différents modèles dans les divers domaines de température.

PACS
7135 - Excitons and related phenomena.
7525 - Spin arrangements in magnetically ordered materials (including neutron and spin-polarized electron studies, synchrotron-source x-ray scattering, etc.).
7840K - Metals, semimetals, and alloys.

Key words
iron compounds -- magnetic structure -- spectra of inorganic solids -- spin systems