J. Phys. Radium 20, 151-154 (1959)
DOI: 10.1051/jphysrad:01959002002-3015100

Optical Faraday rotation in ferrimagnetic garnets

A.M. Clogston

Bell Telephone Laboratories, Inc., Murray Hill, New Jersey

Abstract
The ferrimagnetic garnets exhibit à large optical Faraday rotation. The transitions involved are both spin and parity forbidden. A non-zero transition probability arises from the combined action of spin-orbit coupling, and lattice vibrations which augment the ground and excited states with odd-parity angular momentum states. These states are split in the presence of the exchange field by spin-orbit coupling and lead to Faraday rotation. The ratio of rotation to absorption is calculated and found to give satisfactory agreement with experiment.

Résumé
Les grenats ferrimagnétiques présentent une grande rotation de Faraday optique. Les transitions dont il s'agit sont interdites, tant par les règles de sélection dues au spin que par celles dues à la parité. Une probabilité non-nulle de transition résulte de l'action combinée des couplages spin-orbite, et des vibrations du réseau. Ceux-ci introduisent dans les états fondamentaux et excités des contributions de parités contraires. Le couplage spin-orbite décompose ces états en présence d'un champ d'échange ce qui produit une rotation de Faraday non nulle. On calcule le rapport rotation-absorption et on trouve un accord satisfaisant avec l'expérience.

PACS
60 - CONDENSED MATTER: STRUCTURAL, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES.
70 - CONDENSED MATTER: ELECTRONIC STRUCTURE, ELECTRICAL, MAGNETIC, AND OPTICAL PROPERTIES.
78 - Optical properties, condensed-matter spectroscopy and other interactions of radiation and particles with condensed matter.

Key words
ferrimagnetism -- ferrites -- magnetism -- Faraday effect