Microwave acoustic relaxation absorption in iron tourmaline

Abstract
Microwave acoustic absorption measurements have been made on dark green schörlite tourmaline at 580 MHz and 1.03 GHz and as a function of temperature between 1.5 K and 300 K. In addition to thermal-phonon attenuation, two large low temperature peaks are found. These peaks are most pronounced for transverse wave propagation and are found together or individually, depending on the mode propagated. The data has been analysed on a simple relaxation model and energy level separations of 14.4 ± 0.2 cm -1 and 42.2 ± 0.6 cm-1 have been deduced from the form of the two absorption peaks. These figures are confirmed by far-infrared spectroscopy. It is tentatively suggested that the peaks may be caused by Fe2+ ions on distorted octahedral sites.

Résumé
On a mesuré l'absorption de microondes acoustiques dans de la tourmaline schörlite vert foncé à 580 MHz et 1,03 GHz et en fonction de la température entre 1,5 K et 300 K. On trouve, en plus de l'atténuation due aux phonons thermiques, deux grands pics à basse température. Ces pics sont plus prononcés pour des ondes transverses, et apparaissent ensemble ou séparément selon la nature du mode que l'on propage. On analyse les résultats avec un simple modèle de relaxation et on déduit de la forme des deux pics d'absorption des séparations d'énergie entre niveaux de 14,4 ± 0,2 cm -1 et 42,2 ± 0,6 cm-1 respectivement. Ces chiffres sont confirmés par la spectroscopie infra-rouge lointaine. On suggère que les pics peuvent être dus à des ions Fe2+ sur des sites octaédriques distordus.