ПАРАЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ РЕЗОНА́НС
-
Рубрика: Физика
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ПАРАЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ РЕЗОНА́НС, резонансное поглощение электромагнитных волн в веществе, обусловленное квантовыми переходами частиц между энергетич. состояниями с разл. ориентацией дипольных электрич. моментов относительно внешнего электрич. поля. П. р. – электрич. аналог магнитного резонанса; наблюдается в твёрдых телах в СВЧ-области (частоты 1010–1011 Гц).
П. р. возможен, если ориентация электрич. дипольного момента относительно внешнего электрич. поля принимает ряд дискретных значений. При этом энергия взаимодействия частицы с полем также принимает дискретные значения. Дискретность ориентации дипольного момента появляется, если частица свободно вращается во внешнем электрич. поле или если частица, находящаяся во внутрикристаллическом поле, имеет неск. эквивалентных положений равновесия, различающихся направлением дипольного момента и разделённых не слишком высоким энергетич. барьером, допускающим ориентацию частиц за счёт туннелирования (см. Туннельный эффект).
П. р. наблюдается в газах, содержащих молекулы с электрич. дипольным моментом, и в кристаллах, имеющих дефекты, обладающие электрич. дипольным моментом. В кристаллах – это примесные молекулы (напр., ОН–, CN–), которые могут ориентироваться в определённых (энергетически эквивалентных) направлениях в соответствии с симметрией окружения. Другой тип дефектов – т. н. нецентральные ионы, заместившие в кристалле более тяжёлые ионы (напр., Li+ в KСl). Равновесные положения примесных ионов смещены относительно узлов, в результате чего появляется электрич. дипольный момент. В соответствии с симметрией кристалла может быть неск. энергетически эквивалентных равновесных положений, что приводит к вырождению состояний. Между этими состояниями происходят туннельные переходы, и в результате возникает расщепление энергетич. уровней. Внешнее постоянное электрич. поле смещает (дополнительно расщепляет) эти уровни. Если к кристаллу приложить ещё и переменное электрич. поле, возникают квантовые переходы с поглощением или излучением электромагнитной волны. Переходы осуществляются резонансно, на определённой частоте, соответствующей разности энергий двух уровней.
Открытие П. р. (1966) привело к созданию нового направления в физике твёрдого тела – электрич. радиоспектроскопии.