Большая советсткая энциклопедия Параэлектрический резонанс

Параэлектрический резонанс

Параэлектрический резонанс, резонансное поглощение радиоволн веществом, связанное с ориентацией дипольных электрических моментов составляющих его частиц (ионов, молекул) во внешнем электрическом поле. Спектроскоп для наблюдения П. р. аналогичен спектроскопу электронного парамагнитного резонанса. П. р. возможен, если ориентация электрического дипольного момента относительно внешнего электрического поля не произвольна, а принимает ряд дискретных значений. При этом энергия взаимодействия частицы с полем также принимает дискретные значения. Дискретность ориентации дипольного момента появляется в 2 случаях: если частица свободно вращается во внешнем электрическом поле или если частица, находящаяся во внутрикристаллическом электрическом поле (см. Кристаллическое поле), имеет несколько эквивалентных положений равновесия, отличающихся различным направлением дипольного момента и разделённых не слишком высоким энергетическим барьером, допускающим ориентацию частиц за счёт туннелирования (см. Туннельный эффект). В первом случае дискретность ориентации дипольного электрического момента обусловлена квантованием проекции m механического момента вращающейся частицы на направление внешнего поля. Спектральные линии П. р. наблюдаются в газах, содержащих молекулы с электрическим дипольным моментом. Вторая возможность осуществляется в некоторых щёлочно-галоидных монокристаллах, содержащих примесь ионов с электрическим дипольным моментом, при температурах ниже 10 К, например в кристалле KCl с примесью ионов OH^- или CN^-, которые замещают в кристаллической решётке KCl ионы Cl^- и имеют 6 эквивалентных равновесных направлений ориентации собственного дипольного момента относительно кристаллографических осей. "Туннельные повороты", связывающие положения равновесия, энергетически соответствуют частотам диапазона СВЧ. Постоянное внешнее электрическое поле смещает и расщепляет эти уровни, изменяя частоту переходов между ними.

П. р. возможен не только в случае, когда примесные частицы обладают собственными дипольными моментами, но и тогда, когда примесные частицы их не имеют, но смещены относительно центра полости, занимаемой ими в кристаллической решётке. Например, ион Li⁺, замещая больший по размеру ион К⁺ в кристалле KCl, оказывается смещенным в одно из 8 равновесных положений и образует вместе с отрицательной "дыркой" диполь, ориентация которого изменяется при туннелировании из одного положения в другое.

Лит.: Францессон А. В., Дудник О. Ф., Кравченко В. Б., Параэлектрический резонанс иона Li⁺ в кристаллах KCl, "Физика твердого тела", 1970, т. 12, в. 1, с. 160.

А. В. Францессон.