Фононная спектроскопия шоттки-подобных низкоэнергетических возбуждений парамагнитной природы в кристаллах твердых растворов гранатов
Таранов А.В., Хазанов Е.Н., Чарная Е.В.

Поступила в редакцию: 16 Июля 2020

DOI: 10.31857/S0044451021010090

PDF (349.5K)

Рассмотрены особенности взаимодействия слабонеравновесных фононов с низкоэнергетическими возбуждениями парамагнитной природы редкоземельных ионов иттриевого ряда в структуре твердых растворов редкоземельных гранатов в области гелиевых температур. Экспериментально исследовано взаимодействие неравновесных фононов с низкоэнергетическими возбуждениями Ho³⁺ и Tb³⁺, обусловленными локальными электрическими полями кристаллической решетки. В ряду крамерсовых ионов, когда природа низкоэнергетических возбуждений обусловлена снятием вырождения основного уровня парамагнитного иона за счет локальных магнитных полей соседних ионов, взаимодействие в системе неравновесных фононов с низкоэнергетическими возбуждениями наблюдалось практически только в Еr-содержащих твердых растворах и отсутствовало в структурах, содержащих редкоземельные ионы Gd³⁺, Dy³⁺, и Yb³⁺. Показано, что в модели двухуровневых систем эффективность взаимодействия и транспортные характеристики фононов тепловых частот зависят от типа редкоземельного иона, энергии и спектральных особенностей двухуровневых систем, моментов электронов на 4f-оболочке, спин-решеточной релаксации.