Issue
J. Phys. France
Volume 37, Number 5, mai 1976
Page(s) 509 - 519
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01976003705050900
J. Phys. France 37, 509-519 (1976)
DOI: 10.1051/jphys:01976003705050900

Stress induced linear dichroism of antiferromagnetic perovskites : KNiF 3, KCoF3 and RbCoF3. II. -Spectroscopic calculations and assignments

R.H. Petit et J. Ferré

Laboratoire d'Optique Physique 10, rue Vauquelin, 75231 Paris Cedex 05, France


Abstract
We have demonstrated in the preceding article that the linear dichroism (LD) under stress in magnetically ordered compounds has a magnetic origin. Here we present the calculation of this LD for d-d transitions in KNiF 3, KCoF3, RbCoF3. We compare the corresponding LD spectra to the magnetic linear dichroism (MLD) spectra of diluted compounds : Ni2+/KZnF3, Co2+/KMgF3. In KNiF3, the LD under a < 001 > stress, below TN, is the LD given by a domain whose spins lie along the < 001 > direction. We have calculated it for exciton and exciton-phonon bands by applying the formula of the MLD for paramagnetic compounds to stressed magnetic crystals. The transitions of Co2+/KMgF3 give no MLD. The LD under stress in KCoF3 for T < TN is related to the fact that the exchange and the spin-orbit interactions are of the same order of magnitude. The agreement between our calculations and the experimental spectra allows us to assign several spectral terms and spin-orbit components in KNiF3. We can also conclude that our results are consistent with two hypotheses we made about the magnetic materials : the k = 0 phonons are the most efficient in the absorption spectra and the exchange interaction in the excited states is weak.


Résumé
Dans l'article précédent, nous avons démontré que dans les matériaux ordonnés magnétiquement, le dichroïsme linéaire (DL) sous contrainte a une origine magnétique. Nous présentons ici le calcul de ce DL pour des transitions d-d dans KNiF3, KCoF3 et RbCoF3. Les spectres de DL correspondants sont comparés aux spectres de dichroïsme linéaire magnétique (DLM) des composés dilués Ni2+/KZnF3, Co2+ /KMgF3. Dans KNiF3 nous avons calculé le DL sous contrainte en-dessous de TN, c'est-à-dire le DL dû à un domaine dont les spins sont orientés le long de la contrainte (S // < 001 >). Pour les transitions exitoniques pures et exciton-phonon, ce DL est égal au DLM de composés paramagnétiques. Pour le Co2+, les transitions de Co 2+ /KMgF3 ne présentent pas de DLM. Le DL sous contrainte que nous observons dans KCoF3 à T < TN est lié au fait que l'interaction d'échange est du même ordre de grandeur que l'interaction spin-orbite. L'accord entre nos calculs et les spectres expérimentaux nous permet d'attribuer plusieurs termes spectraux et composantes spin-orbite dans KNiF3. Nous pouvons aussi conclure qu'il y a cohérence entre nos résultats et deux hypothèses que nous avions faites pour les matériaux magnétiques : les phonons à k = 0 sont les plus actifs dans le spectre optique et l'interaction d'échange est faible dans les états excités.

PACS
7550E - Antiferromagnetics.
7580 - Magnetomechanical and magnetoelectric effects, magnetostriction.
7820H - Piezo-, elasto-, and acoustooptical effects; photoacoustic effects.

Key words
antiferromagnetic properties of substances -- dichroism -- magneto optical effects -- magnetostriction -- piezo optical effects -- potassium compounds -- rubidium compounds -- visible and ultraviolet spectra of inorganic solids