J. Phys. France 30, 723-735 (1969)
DOI: 10.1051/jphys:01969003008-9072300

Constantes optiques des halogénures de césium a basses températures dans l'infrarouge lointain

Pierre Vergnat, Jacques Claudel, Armand Hadni, Pierre Strimer et François Vermillard

Institut de Physique, Nancy

Abstract
The reflection spectra of cesium halides have been analyzed in terms of two Lorentz oscillators. The static dielectric constant εRO increases with temperature. On the opposite, the limit εRV for high frequencies is not sensitive to temperature. The main oscillator frequency decreases when temperature increases. For the secondary oscillators, both frequency and damping are not temperature sensitive, and their strength tends to zero at low temperatures because of negligeable anharmonicity. For CsI the strength of the auxiliary oscillator is negligeable at every temperature up to 290 °K. From Szigeti's theory, compressibility is calculated in terms of the main oscillator frequency. The agreement is good (5 %) at room temperature, and very good (1 %) at 25 °K where the theory, which assumes harmonicity is more applicable. The e*/e ratio is the smallest for the largest anions and appears independent of temperature. The LO frequency for q = 0 is determined by four different methods. At 25 °K, we get 165 cm -1 (CsCl), 118 cm-1 (CsBr), 91 cm-1 (CsI). The TO frequency at 25 °K is also measured : 105 cm-1 (CsCl), 79 cm -1 (CsBr) and 65 cm-1 (CsI). The optic and dielectric constants are calculated at 290 °K, 80 °K and 25 °K in the whole infrared spectrum up to 1 000 μ.

Résumé
L'analyse des spectres de réflexion à l'aide de deux oscillateurs de Lorentz montre que la constante diélectrique statique εRO des halogénures de césium augmente avec la température, par contre sa limite εRV pour les fréquences élevées semble peu sensible. La fréquence de l'oscillateur principal diminue lorsque la température augmente. En ce qui concerne l'oscillateur secondaire, sa fréquence et son amortissement sont peu sensibles à la température, par contre sa force devient négligeable à basse température, sans doute du fait de la diminution de l'anharmonicité des vibrations. Pour l'iodure de césium, la force de l'oscillateur secondaire est très faible jusqu'à 290 °K. La théorie de Szigeti permet de calculer la compressibilité à partir de la fréquence fondamentale du cristal. L'accord est bon à 5 % près à température ordinaire et quasi parfait à 25 °K où la théorie s'applique mieux du fait de la diminution de l'anharmonicité. Le rapport e*/e de la charge apparente des ions à celle de l'électron diminue lorsque la taille de l'anion augmente et n'est pas sensible à la température. La fréquence longitudinale optique est déterminée par quatre méthodes différentes. A 25 °K, on obtient 165 cm-1 (CsCl), 118 cm-1 (CsBr), 91 cm-1 (CsI). Par ailleurs, TO, à 25 °K, est déterminé à 105 cm-1 (Cscl), 79 cm-1 (CsBr), 65 cm-1 (CsI). Les constantes optiques et diélectriques sont calculées à 290 °K, 80 °K et 25 °K dans tout le spectre jusqu'à 1 000 μ.

PACS
7820C - Optical constants (including refractive index, complex dielectric constant, absorption, reflection and transmission coefficients, emissivity).
78 - Optical properties, condensed-matter spectroscopy and other interactions of radiation and particles with condensed matter.

Key words
caesium compounds -- light reflection -- optical constants -- spectra of inorganic solids