J. Phys. France 26, 668-676 (1965)
DOI: 10.1051/jphys:019650026011066800

Theoretical interpretation of the second-order Raman spectra of caesium halides

A.M. Karo¹, J.R. Hardy² et I. Morrison<sup>1

1</sup>  Lawrence Radiation Laboratory, University of California, Livermore, California, U. S. A.
²  Theoretical Physics Division, A. E. R. E., Harwell, Didcot, Berkshire, England

Abstract
The results of calculation of the second-order Raman spectra of CsCl. CsBr, and CsI are presented. For the last two crystals the results can be compared with observed spectra. It is found that the spectra derived by allowing for the polarizability and overlap deformation of the ions are in much better agreement with the experimental results than those derived by treating the ions as rigid point charges. In the first case the overall agreement is remarkably close, even though no allowance has been made for the wave-vector dependence of the Raman polarizability tensor. The probable reason for this is that the main peaks in the theoretical spectra arise from super-positions of critical points in the two-phonon dispersion curves which occur along symmetry axes. The present results tend to support the view that the observed Raman spectra provide a reasonably close mapping of the two-phonon density of states and can be used both to test and refine theoretical calculation of the dynamical matrix. Also, it appears that low-temperature, high-resolution spectra should reveal considerably more detail if the computed spectra are reliable.

Résumé
Les auteurs ont calculé les spectres Raman du second ordre de CsCl, CsBr et CsI. Pour les deux derniers, on peut comparer leurs résultats avec les spectres observés. On constate que les spectres prévus en admettant une polarisabilité et un chevauchement des ions sont en bien meilleur accord avec l'expérience que ceux obtenus en traitant ces ions comme des charges rigides ponctuelles. Par la première méthode, l'accord général est remarquablement exact, même sans tenir compte de l'influence du vecteur d'onde sur le tenseur de polarisabilité de Raman. La raison probable en est que les principaux pics dans le spectre théorique proviennent de la superposition de points critiques dans les courbes de dispersion à deux phonons, qui se trouvent sur les axes de symétrie. Les présents résultats semblent montrer que le spectre Raman observé fournit une image assez exacte de la densité d'états à deux phonons, et peut servir pour vérifier et préciser le calcul théorique de la matrice dynamique. Il apparait également que des spectres à haute résolution, obtenus à basse température, révéleraient beaucoup plus de détails, si les spectres calculés sont dignes de foi.

PACS
78 - Optical properties, condensed-matter spectroscopy and other interactions of radiation and particles with condensed matter.

Key words
caesium compounds -- lattice dynamics -- Raman spectra