Влияние локальных искажений кристаллического поля на терагерцовые спектры Pr$^{3+}$ в лангасите Pr$_3$Ga$_5$SiO$_{14}$

Методами терагерцовой спектроскопии временного разрешения (TDS) проведено исследование редкоземельного лангасита Pr$_3$Ga$_5$SiO$_{14}$ (PGS) при температурах 5–300 K. В диапазоне частот 5–40 сm$^{-1}$ в спектрах пропускания и сдвига фазы прошедшего излучения обнаружена неоднородно уширенная линия поглощения, идентифицированная как магнитодипольный переход между уровнями основного квазидублета иона Pr$^{3+}$, расщепленного кристаллическим полем. Сильное неоднородное уширение вызвано случайными искажениями локального кристаллического поля вблизи редкоземельных ионов. Проведено согласованное моделирование спектров пропускания и статических магнитных свойств, которое позволило установить характер распределения локальных искажений кристаллического поля и определить вклад магнитодипольных переходов. Статические магнитные свойства оказались чувствительны к наличию локальных позиций ионов Pr$^{3+}$ с малым расщеплением основного квазидублета, тогда как в терагерцовые резонансные свойства основной вклад вносят ионы с расщеплением вблизи максимума распределения и выше.