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Magneto-optical Properties of 55Mn-doped SrTiO3 Single Crystal

55Mn이 첨가된 SrTiO3 단 결정의 광 전이 특성연구

  • Bae, Kyu-Chan (Statistical Physics Laboratory, Department of Physics, Daegu University) ;
  • Park, Jung-Il (Nano Application Laboratory, Department of Physics, Kyungpook National University) ;
  • Lee, Hyeong-Rag (Nano Application Laboratory, Department of Physics, Kyungpook National University)
  • 배규찬 (대구대학교 물리학과 통계물리 연구실) ;
  • 박정일 (경북대학교 물리학과 나노 응용물리 연구실) ;
  • 이형락 (경북대학교 물리학과 나노 응용물리 연구실)
  • Received : 2011.09.29
  • Accepted : 2011.11.21
  • Published : 2011.12.31

Abstract

We calculated the EPR (electron paramagnetic resonance) line-shape function. The line-widths of a -doped single crystal was studied as a function of the temperature with 0.5 and 2 at. at a frequency of (X-band). The line-width decreases with increasing temperature, such temperature behavior of the line-width can indicate a motional narrowing of the spectrum, when impurity ions substitute for host ions in an off-center position, and thus there can be fast jumping of dipoles between several symmetrically equivalent configurations. Therefore, the present technique is considered to be more convenient to explain the resonant system as in the case of other optical transition problems.

Mori-Kawabata의 사영 연산자 방법을 $^{55}Mn$이 첨가된 $SrTiO^3$ 단 결정에 직접 적용하여, 이를 운동 방정식의 형태로 만드는 이론 체계를 사용하여 선모양 함수를 계산하였다. 외부 진동수 ${\nu}_0$ = 9.6 GHz에서 서로 다른 농도 [Mn] = 0.5 wt%와 2 wt%에 대한 온도 의존성으로 선폭을 조사하였다. 온도가 증가함에 따라 선폭은 감소하는 경향으로 확인되었고, 이는 선모양의 운동 좁아짐으로 보이며 고온영역 에서는 실험값과 비교적 일치함을 알 수 있었다. 이와 같이 계를 기술하는 스핀 해밀토니안에 연산자 방법을 이용한 선모양 함수는 실제 계의 적용에 편리한 급수전개로 하였으며, 다른 방법들에 비해 비교적 쉽게 계산할 수 있었다.

Keywords

References

  1. O. N. Tufte and P. W. Chapman, Phys. Rev. 155, 796 (1968).
  2. L. C. Walters and R. E. Grace, J. Phys. Chem. Solids 28, 239 (1967). https://doi.org/10.1016/0022-3697(67)90114-X
  3. D. Parker and J. Yahia, Phys. Rev. 169, 605 (1968). https://doi.org/10.1103/PhysRev.169.605
  4. H. W. Gandy, Phys. Rev. 113, 795 (1959). https://doi.org/10.1103/PhysRev.113.795
  5. C. Hanson, H. Beratan, and R. Owen, Proceeding of SPIE 1735, 17 (1992).
  6. H. Beratan, C. Hanson, and E. G. Meissner, Proceeding of SPIE 2274, 147 (1994).
  7. A. Abragam and B. Bleaney, Electron Paramagnetic Resonance of Transition Ions, Clarendon, Oxford (1970).
  8. H. Mori, Progr. Theor. Phys. 34, 399 (1965). https://doi.org/10.1143/PTP.34.399
  9. A. Kawabata, J. Phys. Soc. Jpn. 29, 902 (1970). https://doi.org/10.1143/JPSJ.29.902
  10. V. V. Laguta, I. V. Kondakova, I. P. Bykov, M. D. Glinchuk, A. Tkach, P. M. Vilarinho, and L. Jastrabik, Phys. Rev. 76, 54104 (2007). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.054104
  11. R. Kubo, J. Phys. Soc. Jpn. 12, 570 (1957). https://doi.org/10.1143/JPSJ.12.570
  12. P. N. Argyres and J. L. Sigel, Phys. Rev. Lett. 31, 1397 (1973). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.31.1397
  13. J. I. Park, J. Y. Sug, and H. R. Lee, J. Kor. Phys. Soc. 51, 623 (2007) https://doi.org/10.3938/jkps.51.623
  14. J. I. Park, J, Y, Sug, and H. R. Lee, J. Kor. Phys. Soc. 53, 776 (2008) https://doi.org/10.3938/jkps.53.776
  15. J. Y. Sug, Phys. Rev. B 64, 235210 (2001) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.235210
  16. J. Y. Sug, Phys. Rev. E 55, 314 (1997). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.55.314
  17. V. V. Laguta, M. D. Glinchuk, I. P. Bykov, J. Rosa, L. Jastrabik, M. Savinov, and Z. Trybula, Phys. Rev. B 61, 3897 (2000). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.3897