Formes de raies en présence d'échange dans les cristaux magnétiquement dilués. Application au rubis

Abstract
This article develops a line shape study in magnetically diluted crystals, taking account of the exchange interaction between ions. In the model used, isolated ions with negligible exchange interaction, give the only significant contribution to the line intensity ; the other ions, with large exchange interaction, behave like centers of a different nature, and therefore, contribute only very weakly to the intensity of the studied line. However, their interactions with isolated ions can modify the line characteristics (width, center intensity...). Through the measurement of the line characteristics versus ions concentration, we can obtain a distance caracterising the exchange interaction efficiency. This method is applied in ruby with 0.05 % to 1.8 % Cr3+ ions concentration.

Résumé
L'étude des formes de raies dans les cristaux magnétiquement dilués est développée en tenant compte des interactions d'échange entre les ions, en adoptant le modèle simplifié suivant : les raies étudiées sont dues essentiellement aux ions éloignés les uns des autres, faiblement liés par les interactions d'échange. Les ions fortement liés se comportent comme des centres d'un type différent et contribuent peu à l'intensité des raies étudiées. Par contre, il est nécessaire de tenir compte de leurs interactions avec les ions éloignés lors de l'évaluation des caractéristiques de la forme de raie (largeur, intensité au centre...). La mesure de ces caractéristiques en fonction de la concentration en ions permet d'atteindre l'ordre de grandeur de la portée des interactions d'échange dans le cristal. Cette méthode a été appliquée au rubis pour des concentrations en ions chrome variant de 0,05 % à 1,8 %.