J. Phys. France 41, 169-175 (1980)
DOI: 10.1051/jphys:01980004102016900

Evidence for a spin-lattice relaxation process with two optical phonons : Mn2+ in ZnS

G. Roger, C. More et C. Blanc

Université de Provence, Département d'Electronique , 13397 Marseille, France

Abstract
We have studied the spin-lattice relaxation behaviour of Mn2+ in cubic ZnS at 9 375 MHz between 80 K and 900 K by measuring the line broadening of the |1/2 1/2> → 1/2 - 1/2> transition. This study shows that for high temperatures (T > 273 K) the measured spin-lattice relaxation time T1 varies as T-11 = αT 7 I6 (θD) β[sh2 θ o T]-1. The first term corresponds to a Raman process associated with the acoustical phonons, the second one arises from the optical phonons distribution. The transition probabilities calculation shows that the contributions from the optical and acoustical phonons are similar.

Résumé
On a étudié la relaxation spin-réseau de Mn2+ dans le ZnS cubique à 9 375 MHz entre 80 K et 900 K en mesurant l'élargissement de la transition |1/21/2 > → | 1/2 - 1/2 >. Cette étude nous a montré que le temps de relaxation spin-réseau T1 mesuré à hautes températures (T > 273 K) est de la forme T1-1 = αT' I6 (θD T) + β[sh2θD T]-1. Le premier terme correspond à un processus Raman dû aux phonons acoustiques, le deuxième fait intervenir des phonons optiques. Le calcul des probabilités de transition montre que les contributions des phonons optiques et acoustiques sont comparables.

PACS
6320 - Phonons in crystal lattices.
7630F - Iron group (3d) ions and impurities (Ti-Cu).

Key words
electron spin lattice relaxation -- II VI semiconductors -- lattice phonons -- manganese -- paramagnetic resonance of iron group ions and impurities -- zinc compounds