Труды международной конференции The XXVIII Annual International Conference "Saratov Fall Meeting 2024" , 23-27 сентября 2024 г., Саратов, Россия. Перспективные материалы оптоэлектроники, лазерной физики и фотоники
Спектроскопия конденсированного состояния

Влияние локальных искажений кристаллического поля на терагерцовые спектры Pr$^{3+}$ в лангасите Pr$_3$Ga$_5$SiO$_{14}$

А. М. Кузьменко^a, В. Ю. Иванов^a, А. Ю. Тихановский^a, А. Г. Пименов^b, А. М. Шуваев^b, А. А. Мухин<sup>a

a</sup> Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
^b Институт физики твердого тела, Венский технологический университет, Вена, Австрия

Аннотация: Методами терагерцовой спектроскопии временного разрешения (TDS) проведено исследование редкоземельного лангасита Pr$_3$Ga$_5$SiO$_{14}$ (PGS) при температурах 5–300 K. В диапазоне частот 5–40 сm$^{-1}$ в спектрах пропускания и сдвига фазы прошедшего излучения обнаружена неоднородно уширенная линия поглощения, идентифицированная как магнитодипольный переход между уровнями основного квазидублета иона Pr$^{3+}$, расщепленного кристаллическим полем. Сильное неоднородное уширение вызвано случайными искажениями локального кристаллического поля вблизи редкоземельных ионов. Проведено согласованное моделирование спектров пропускания и статических магнитных свойств, которое позволило установить характер распределения локальных искажений кристаллического поля и определить вклад магнитодипольных переходов. Статические магнитные свойства оказались чувствительны к наличию локальных позиций ионов Pr$^{3+}$ с малым расщеплением основного квазидублета, тогда как в терагерцовые резонансные свойства основной вклад вносят ионы с расщеплением вблизи максимума распределения и выше.

Ключевые слова: терагерцовая спектроскопия, редкоземельные лангаситы, магнитодипольные переходы, кристаллическое поле.

Поступила в редакцию: 30.10.2024
Исправленный вариант: 25.11.2024
Принята в печать: 28.02.2025

DOI: 10.61011/OS.2025.03.60237.4-25

Реферативные базы данных:

•