Tb3Ga5O12中的顺磁声法拉第旋转

Sytcheva等人(arXiv:1006.0141)最近观测到了4f顺磁体Tb3Ga5O12中的声法拉第旋转。与早期例子类似，横声学模的单位长度旋转角被发现与声波频率呈线性关系。现有理论对这一效应一致要求其应与频率的平方成正比。本文为这一长期存在的问题提供了解决方案。我们提出了一个基于与4f四极矩的磁弹性相互作用的模型，该模型同时包含声学声子和光学声子。对称性允许后者之间存在直接耦合和诱导耦合。这通过场致双重简并光学声子模的分裂，导致了间接的声法拉第旋转。该旋转角与频率呈线性关系，与实验一致，并主导了旋转角。该模型还解释了在17-20 T场强范围内观测到的旋转角共振。该机制对非布拉维晶格具有普遍适用性，并适用于先前声法拉第效应的例子。