立方反磁性体中两种磁振子模式的自发与脉冲激励拉曼散射

交换相互作用支配微观自旋的有序性以及布里渊区边缘的最高频率自旋激发——磁振子。正如在反磁性体的自发拉曼散射（RS）实验中所熟知的那样，这些磁振子以两种磁振子模式的形式与光耦合，即具有相反波矢的磁振子对。对两种磁振子模式由交换扰动驱动的脉冲激励拉曼散射 (ISRS) 实验的研究工作提出了一个关于ISRS和RS实验中测量的自旋动力学一致性的问题。本文基于扩展的自旋相关伪向量形式，推导了两种类型实验中可观测量的解析表达式，以确定两种检测磁振子谱可能的根本性差异。我们发现，在两种情况下，来自布里渊区边缘的磁振子对测量谱的贡献最大。然而，两种谱之间存在差异，这源于RS探测不规则模式的势能分布，而在脉冲激励的情况下，这些模式是相干的，其相位和振幅被检测。我们表明，对于势能分布，相位的灵敏度导致主峰在两种谱中发生相对位移，ISRS谱显著展宽并延伸至最大两种磁振子模式频率以上。形式上，这表明RS仅由Green函数的虚部描述，而ISRS由其绝对值描述，因而额外携带了关于Green函数实部的信息。我们进一步推导了两种磁振子拉曼张量色散和权重因子，这些因子定义了来自布里渊区不同域中模式与光耦合的特征。