Magnetický exciton v sulfidu europia pozorován rezonančním neelastickým rozptylem rentgenového záření

Text

Společně s vědci z Evropského synchrotronu (ESRF) se vracíme k problému interpretace výrazných charakteristik pozorovaných v optických absorpčních spektrech chalkogenidů europia, jako jsou EuO a EuS. Od 70. let 20. století zůstávala nevyjasněná otázka, zda tyto charakteristiky odpovídají úzkým 5d pásům europia [1], nebo zda jsou způsobeny excitony (elektron-děrovými páry) lokalizovanými na atomech europia [2]. S použitím rezonančního neelastického rozptylu rentgenového záření (RIXS) v kombinaci s kvantově-mechanickou teorií elektronové struktury v naší studii ukazujeme, že se jedná o excitony. Podařilo se nám prokázat, že RIXS spektra obsahují současně jak známky širokých 5d pásů europia, tak lokalizovaných excitonů, což potvrzuje domněnku Kasuyi a jeho spolupracovníků.

RIXS spektrum sloučeniny EuS ve srovnání s optickou absorpcí
Popis
(a) Experimentální RIXS, (b) porovnání optické absorpčního spektra s RIXS spektrem integrovaným podél osy dopadající energie a (c) teoreticky vypočtené RIXS spektrum zahrnující dipólovou (Eu 5d → Eu 2p) a kvadrupólovou (Eu 4f → Eu 2p) emisi. Charakteristiky označené A a B jsou lokalizované excitony, charakteristika C odpovídá 5d pásům europia.
  1. P. Wachter, The optical electrical and magnetic properties of the europium chalcogenides and the rare earth pnictides, Crit. Rev. Solid State Sci. 3 (1972) 189.
  2. T. Kasuya, S-f exchange interactions and magnetic semiconductors, Crit. Rev. Solid State Sci. 3 (1972) 131.
Přílohy