Аномалия Шоттки линейного двупреломления света в антиферромагнитном кристалле LiCoPO₄

Abstract

В антиферромагнитном магнитоэлектрическом кристалле LiCoPO₄ выявлено аномальное поведение двулучепреломления линейно поляризованного света при температурах, приближающихся к температуре Нееля. Приведены аргументы в пользу предположения о том, что наблюдаемые немонотонные изменения двупреломления света обусловлены игрой двух аномалий — магнитной, связанной с усилением вклада коррелированных спиновых флуктуаций, и аномалии Шоттки, обусловленной изменяющимися заселенностями основного и нижайшего возбужденного электронных состояний ионов Со²⁺. Оценка энергетического расстояния до возбужденного состояния (45–55 К) удовлетворительно согласуется с положением слабо диспергирующей ветви в энергетическом спектре этого кристалла, наблюдавшейся при исследовании неупругого рассеяния нейтронов, а также с энергиями низкоэнергетических полос в спектре комбинационного рассеяния света.

В антиферомагнітному магнітоелектричному кристалі LiCoPO₄ виявлено аномальну поведінку двозаломлення лінійно поляризованого світла при температурах, близьких до температури Неєля. Подано аргументи на користь думки про те, що спостережені немонотонні зміни двозаломлення світла спричинено грою двох аномалій — магнітної, яка пов'язана із наростанням внеску корельованих спінових флуктуацій, та аномалії Шотткі, що зумовлена зміною заселення основного і найнижчого збудженого електронних станів іонів Со²⁺. Оцінка енергетичної відстані до збудженого стану (45–55 К) задовільно узгоджується з розташуванням слабо диспергуючої вітки в енергетичному спектрі цього кристалу, що спостерігалась при дослідженні непружного розсіювання нейтронів, а також з енергіями низькоенергетичних смуг в спектрі комбінаційного розсіювання світла.

The anomalous behavior of the linearly polarized light birefringence was revealed in the antiferromagnetic magnetoelectric LiCoPO₄ crystal at temperatures close to the N el temperature. We suppose that the observed non-monotonous changes of light birefringence result from the competition of two anomalies: (i) a magnetic anomaly connected with the enhancing contribution of correlated spin fluctuations and (ii) a Schottky-type anomaly caused by changing populations of the ground and the lowest excited electron states of Co²⁺ ions, these suppositions being supported by the arguments. The evaluated energy distance to the excited state (45–55 K) agrees sufficiently well both with the position of the weakly dispersed branch in the energy spectrum observed at the studies of inelastic scattering of this crystal, and with the position of low-energy bands in the Raman scattering spectrum.