Os calcógenos de európio (EuX, onde X representa O, S, Se ou Te) possuem propriedades magneto-ópticas únicas e interessantes, devido ao enorme magnetismo gerado dos elétrons na camada f do átomo pertencente a família dos terras raras, tornando estes materiais atraentes para aplicações na spintrônica (eletrônica baseada nos transporte de spins e não de carga). Neste trabalho investigamos em baixa temperatura o espectro de absorção utilizando luz circularmente polarizada na região próxima do limiar da banda para o telureto de európio EuTe e o seleneto de európio EuSe em alto campo magnético no ordenamento ferromagnético dos spins de Eu^{2+} da rede cristalina. As amostras crescidas por epitaxia por feixe molecular apresentaram um dicroísmo circular magnético intenso no espectro de absorção para a configuração de Faraday. O par de linhas estreitas observadas estão separadas de aproximadamente 200 meV para o EuTe e 300 meV para o EuSe. Em seguida, formulamos um modelo teórico para a interpretação deste espectro de absorção no arcabouço do modelo de transições eletrônicas entre o estado fundamental 4f^{7}({8}^S_{7/2}) e o estado excitado formado dos estados do caroço remanescente 4f^{6}({7}^F_{J=0...6}) mais o estado em que o elétron se encontra na banda de condução 5d(t_{2g}), resultando em uma excelente concordancia qualitativa e quantitativa com o experimento. / Europium chalcogenides (EuX, where X stands for O, S, Se or Te) have very interesting and unique magneto-optical properties, due to the huge magnetism that arises from the electrons in the f?shell of the rare earth element and which makes them attractive for spintronics applications ( spin transport electronics or spin basedelectronics) In this work we investigate the band-edge optical absorption in high magnetic fields in the Faraday geometry for EuTe and EuSe in the ferromagnetic order attained at low temperatures. In thin layers grown by molecular beam epitaxy, an intense magnetic circular dichroism were observed. The doublet of absorption lines showed a separation by about 200meV in EuTe and 300meV in EuSe. Next, we developed a theoretical model for the interpretation of the absorption spectrum, based in the framework of the model of an electronic transition from a localized ground state 4f^{7}({8}^S_{7/2)) to an excited state formed by the core states 4f^{6}({7}^F_{J=0...6}) and the electron extended state in the 5d(t_{2g}) conduction band, yielding an excellent qualitative and quantitavie agreement with experiment.

Os calcógenos de európio (EuX, onde X representa O, S, Se ou Te) possuem propriedades magneto-ópticas únicas e interessantes, devido ao enorme magnetismo gerado dos elétrons na camada f do átomo pertencente a família dos terras raras, tornando estes materiais atraentes para aplicações na spintrônica (eletrônica baseada nos transporte de spins e não de carga). Neste trabalho investigamos em baixa temperatura o espectro de absorção utilizando luz circularmente polarizada na região próxima do limiar da banda para o telureto de európio EuTe e o seleneto de európio EuSe em alto campo magnético no ordenamento ferromagnético dos spins de Eu^{2+} da rede cristalina. As amostras crescidas por epitaxia por feixe molecular apresentaram um dicroísmo circular magnético intenso no espectro de absorção para a configuração de Faraday. O par de linhas estreitas observadas estão separadas de aproximadamente 200 meV para o EuTe e 300 meV para o EuSe. Em seguida, formulamos um modelo teórico para a interpretação deste espectro de absorção no arcabouço do modelo de transições eletrônicas entre o estado fundamental 4f^{7}({8}^S_{7/2}) e o estado excitado formado dos estados do caroço remanescente 4f^{6}({7}^F_{J=0...6}) mais o estado em que o elétron se encontra na banda de condução 5d(t_{2g}), resultando em uma excelente concordancia qualitativa e quantitativa com o experimento. / Europium chalcogenides (EuX, where X stands for O, S, Se or Te) have very interesting and unique magneto-optical properties, due to the huge magnetism that arises from the electrons in the f?shell of the rare earth element and which makes them attractive for spintronics applications ( spin transport electronics or spin basedelectronics) In this work we investigate the band-edge optical absorption in high magnetic fields in the Faraday geometry for EuTe and EuSe in the ferromagnetic order attained at low temperatures. In thin layers grown by molecular beam epitaxy, an intense magnetic circular dichroism were observed. The doublet of absorption lines showed a separation by about 200meV in EuTe and 300meV in EuSe. Next, we developed a theoretical model for the interpretation of the absorption spectrum, based in the framework of the model of an electronic transition from a localized ground state 4f^{7}({8}^S_{7/2)) to an excited state formed by the core states 4f^{6}({7}^F_{J=0...6}) and the electron extended state in the 5d(t_{2g}) conduction band, yielding an excellent qualitative and quantitavie agreement with experiment.

Neste trabalho, apresentamos resultados da caracterização Magneto-Óptica de íons terras-raras (Nd3+ e Yb3+) em monocristais de niobato de lítio (LiNbO3). Medidas de Dicroísmo Circular Magnético (MCD) e de Emissão Circularmente Polarizada em Presença de Campo Magnético (MCPE) foram realizadas pela primeira vez nesses sistemas. Os resultados foram obtidos à temperatura de 2K, e em campos magnéticos de até 5 T. Através desses estudos, foi possível identificar os números quânticos cristalinos (&#956) dos subníveis Zeeman desses íons. A partir da dependência do sinal de MCD com a intensidade de campo magnético, determinou¬se o fator giromagnético efetivo g// do estado fundamental de cada íon, obtendo-se os valores: g//Nd = (1,4 &#177 0,1) e g//Yb = (4,7 &#177 0,1). Esses valores foram confirmados através de medidas de espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR), realizadas a baixa temperatura (4-8 K), em banda X. Os espectros de EPR foram tomados em função da orientação relativa do campo magnético externo com o eixo c cristalino dos cristais, em 3 planos perpendiculares entre si. Os espectros de EPR mostram a existência de diferentes sítios ocupados pelos íons terras-raras. O sítio mais populado tem simetria axial, e para esse centro determinaram-se os fatores g efetivos g//Nd = (1,440 &#177 0,005) e g//Nd = (2,959 &#177 0,004), para o íon Nd3+, e g//Yb = (4,705 &#177 0,008) e g//Yb = (2,693 &#177 0,005) para o íon Yb3+. Espectros de MCD e MCPE obtidos para um cristal de rubi ilustram as convenções utilizadas e atestam que o sistema experimental funciona adequadamente. Os espectros obtidos nessa amostra também são originais, tendo sido resolvidas as transições permitidas com luz circularmente polarizada entre os subníveis Zeeman correspondentes aos níveis de energia 4A2 e &#8254E (2E) do íon Cr3+. / In this work we present Magneto-Optícal characterizations of rare-earth ions (Nd3+ e Yb3+) in lithium niobate (LiNbO3) single crystals. Magnetic Circular Dichroism (MCD) and Magnetic Circularly Polarized Emission (MCPE) measurements were performed for the first time on those systems. Spectra were obtained at 2K and at magnetic field strength up to 5T. From these studies, it was possible to assign the crystal quantum number (&#956) of the Zeeman sublevels of these ions, so that the sign and allowance of the electronic transitions could be predicted. From the dependence of suitable MCD spectral lines on the magnetic field strength, the effective parallel gyromagnetic factor (g//) of the ground state for each of the rare earth ions has been determined to be: g//Nd = (1,4 &#177 0,1) e g//Yb = (4,7 &#177 0,1). These values are in dose agreement to those obtained by means of Electron Paramagnetic Resonance (EPR) spectroscopy, at 4-8 K, and at X-band frequency. EPR spectra were recorded as a function of the external magnetic field orientation relative to the c crystalline axis in three mutual perpendicular planes. These spectra show evidence of multiple sites occupied by the rare-earth ions. For the most intense line seen in the spectra of each ion, it could be clearly assigned a site with axial symmetry, with effective g factors of g//Nd= (1,440 &#177 0,005) and g//Nd = (2,959 &#177 0,004), for the Nd3+3+ ion, and g//Yb = (4,705 &#177 0,008) and g//Yb= (2,693 &#177 0,005) for the Yb3+ ion. MCD and MCPE spectra recorded for a ruby crystal shows the experimental conventions used so far in this work, as well as assure that the experimental system works properly. These results are original ones, by means of which, the spectral transitions between the Zeeman sublevels of the 4A2 and &#8254E (2E) of the Cr3+ ions in ruby could be resolved.

Neste trabalho, apresentamos resultados da caracterização Magneto-Óptica de íons terras-raras (Nd3+ e Yb3+) em monocristais de niobato de lítio (LiNbO3). Medidas de Dicroísmo Circular Magnético (MCD) e de Emissão Circularmente Polarizada em Presença de Campo Magnético (MCPE) foram realizadas pela primeira vez nesses sistemas. Os resultados foram obtidos à temperatura de 2K, e em campos magnéticos de até 5 T. Através desses estudos, foi possível identificar os números quânticos cristalinos (&#956) dos subníveis Zeeman desses íons. A partir da dependência do sinal de MCD com a intensidade de campo magnético, determinou¬se o fator giromagnético efetivo g// do estado fundamental de cada íon, obtendo-se os valores: g//Nd = (1,4 &#177 0,1) e g//Yb = (4,7 &#177 0,1). Esses valores foram confirmados através de medidas de espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR), realizadas a baixa temperatura (4-8 K), em banda X. Os espectros de EPR foram tomados em função da orientação relativa do campo magnético externo com o eixo c cristalino dos cristais, em 3 planos perpendiculares entre si. Os espectros de EPR mostram a existência de diferentes sítios ocupados pelos íons terras-raras. O sítio mais populado tem simetria axial, e para esse centro determinaram-se os fatores g efetivos g//Nd = (1,440 &#177 0,005) e g//Nd = (2,959 &#177 0,004), para o íon Nd3+, e g//Yb = (4,705 &#177 0,008) e g//Yb = (2,693 &#177 0,005) para o íon Yb3+. Espectros de MCD e MCPE obtidos para um cristal de rubi ilustram as convenções utilizadas e atestam que o sistema experimental funciona adequadamente. Os espectros obtidos nessa amostra também são originais, tendo sido resolvidas as transições permitidas com luz circularmente polarizada entre os subníveis Zeeman correspondentes aos níveis de energia 4A2 e &#8254E (2E) do íon Cr3+. / In this work we present Magneto-Optícal characterizations of rare-earth ions (Nd3+ e Yb3+) in lithium niobate (LiNbO3) single crystals. Magnetic Circular Dichroism (MCD) and Magnetic Circularly Polarized Emission (MCPE) measurements were performed for the first time on those systems. Spectra were obtained at 2K and at magnetic field strength up to 5T. From these studies, it was possible to assign the crystal quantum number (&#956) of the Zeeman sublevels of these ions, so that the sign and allowance of the electronic transitions could be predicted. From the dependence of suitable MCD spectral lines on the magnetic field strength, the effective parallel gyromagnetic factor (g//) of the ground state for each of the rare earth ions has been determined to be: g//Nd = (1,4 &#177 0,1) e g//Yb = (4,7 &#177 0,1). These values are in dose agreement to those obtained by means of Electron Paramagnetic Resonance (EPR) spectroscopy, at 4-8 K, and at X-band frequency. EPR spectra were recorded as a function of the external magnetic field orientation relative to the c crystalline axis in three mutual perpendicular planes. These spectra show evidence of multiple sites occupied by the rare-earth ions. For the most intense line seen in the spectra of each ion, it could be clearly assigned a site with axial symmetry, with effective g factors of g//Nd= (1,440 &#177 0,005) and g//Nd = (2,959 &#177 0,004), for the Nd3+3+ ion, and g//Yb = (4,705 &#177 0,008) and g//Yb= (2,693 &#177 0,005) for the Yb3+ ion. MCD and MCPE spectra recorded for a ruby crystal shows the experimental conventions used so far in this work, as well as assure that the experimental system works properly. These results are original ones, by means of which, the spectral transitions between the Zeeman sublevels of the 4A2 and &#8254E (2E) of the Cr3+ ions in ruby could be resolved.