ELLIPSOMETRIC STUDIES OF ErMnO₃ SINGLE CRYSTALS*
G.-J. Babonas^a, J.-C. Grivel^b, A. Rėza^a,c, and R. Girkantaitė^c
aSemiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: jgb@pfi.lt
^bMaterials Research Department, Risø National Laboratory, Technical University of Denmark, DK-4000 Roskilde, Denmark
^cFaculty of Physics and Technology, Vilnius Pedagogical University, Studentų 39, LT-08106 Vilnius, Lithuania

Received 8 June 2007

Ellipsometric studies of ErMnO3 single crystals have been carried out in the spectral range of 1–5 eV by means of photometric ellipsometers. Experimental ellipsometric data were analysed in the uniaxial crystal model. For the first time, the components of dielectric function of ErMnO₃ were determined. The fine structure of dielectric function spectra was analysed and the origin of the optical features was discussed taking into account the possible mechanisms of electronic excitations. It was shown that intra-configuration optical transitions of d–d and f–f types in Mn³⁺ and Er³⁺ ions, respectively, and charge-transfer transitions O(2p)→Mn(3d) contribute to the optical response of ErMnO₃. The optical spectra and electronic energy band structure of ErMnO₃ was compared with those for other manganites.

Keywords: manganites, optical properties, electronic energy band structure

ErMnO₃ MONOKRISTALŲ ELIPSOMETRINIAI TYRIMAI
G.-J. Babonas^a, J.-C. Grivel^b, A. Rėza^a,c, R. Girkantaitė^c
aPuslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva
^bDanijos technikos universitetas, Roskildė, Danija
^cVilniaus pedagoginis universitetas, Vilnius, Lietuva

1–5 eV spektrų ruože, panaudojant fotometrinius elipsometrus, atlikti ErMnO₃ monokristalų elipsometriniai tyrimai. Eksperimentiniai elipsometriniai duomenys analizuoti remiantis vienašio kristalo modeliu. Pirmą kartą nustatyti ErMnO₃ dielektrinės funkcijos komponentų spektrai. Išnagrinėta dielektrinės funkcijos spektrų smulkioji sandara ir aptarta optinių ypatumų kilmė, atsižvelgiant į galimus elektroninių sužadinimų mechanizmus. Nustatyta, kad ErMnO₃ optinį atsaką sukelia nekeičiantys jonų Mn³⁺ ir Er³⁺ konfigūracijų, atitinkamai d–d ir f–f, šuoliai ir O(2p)→Mn(3d) šuoliai su krūvio pernaša. Palyginti ErMnO3 ir kitų manganitų optiniai spektrai ir elektroninių juostų sandara.