СПЕКТРОСКОПИЯ КРИСТАЛЛОВ

СПЕКТРОСКОПИЯ КРИСТАЛЛОВ

       

раздел спектроскопии, посвящённый изучению разл. типов оптич. спектров кристаллов для получения информации об их св-вах и строении. Теор. основой С. к. является квант. теория твёрдого тела.

С. к. исследует структуру спектр. полос и линий, их сдвиг и уширение, поляризацию, временные и др. спектр. хар-ки спектров кристаллов и влияние на них внеш. воздействии: электрич. и магн. полей (эффекты Штарка и Зеемана), сжатия и деформаций, темп-ры и др.

С. к. позволяет получать информацию о системе уровней энергии кристалла, о механизмах вз-ствия света с в-вом, о переносе и преобразовании энергии возбуждения в кристалле, фотохим. реакциях и фотопроводимости. С помощью С. к. можно также получить данные о структуре крист. решётки, о хар-ре дефектов, в частности примесных центров в кристаллах. Она исследует влияние поверхности кристалла на его спектр, многофотонные процессы при лазерном возбуждении и нелинейные эффекты в кристаллах (см. ЛАЗЕРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, НЕЛИНЕЙНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ). В С. к. широко используется теория групп, к-рая позволяет учесть св-ва симметрии кристаллов, т. е. установить симметрию волновых функций и найти отбора правила для квант. переходов в кристалле.

На данных С. к. основаны применения кристаллов в качестве люминофоров (в частности, в квант. электронике), сцинтилляторов, преобразователей света, оптических материалов, ячеек для записи информации (см. КРИСТАЛЛОФОСФОРЫ). Методы С. к. используются в спектральном анализе.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

СПЕКТРОСКОПИЯ КРИСТАЛЛОВ

- раздел спектроскопии, изучающий разл. <типы спектров кристаллич. веществ в широком диапазоне длин волн. наиб. <информативны спектры в УФ-, видимом и ИК-диапазонах. Теоретич. основа С. <к.- квантовая теория твёрдого тела. С. к. включает абсорбционную С. к.(исследование спектров поглощения), эмиссионную С. к. (исследование спектровиспускания), спектроскопию рассеяния и отражения. В С. к., помимо частотныхзависимостей процессов поглощения, испускания, рассеяния и отражения, изучаютполяризац. характеристики взаимодействия кристаллов с излучением (см. Поляриметрия). ВС. к. исследуют также изменение спектральных характеристик под внеш. воздействием- при изменении темп-ры, при наложении электрич. поля ( Штарка эффект), магн. поля ( Зеемана эффект, Фарадея эффект), механич. деформацийи т. д.

В абсорбционной С. к. определяют зависимость поглощения образцов отдлины волны падающего излучения; в разл. областях спектра коэф. поглощенияможет составлять от 10^-2 до 10⁶ см ^-1,соответственно образцы должны иметь толщины от десятков см до микрон. Дляисследования очень сильно поглощающих образцов используют спектроскопиюотражения, позволяющую по Френеля формулам получить коэф. отраженияи поглощения света. По поляризац. характеристикам определяют двулучепреломлениеи дихроизм кристаллов.

Спектроскопия рассеяния исследует частотную зависимость рассеянногокристаллом излучения, а также изменение частоты рассеянного света, связанногос динамич. процессами в кристалле. К таким видам рассеяния относятся Мандельштама- Бриллюэна рассеяние и комбинационное рассеяние света.

Эксперим. методы С. к. аналогичны применяемым в др. методах спектроскопии(см. Спектральные приборы, Спектрометрия). Характерные ширины спектральныхполос (10³ см ^-1) связаны с осн. веществом кристалла, <спектральные линии поглощения и испускания шириной от неск. сотен до единицсм ^-1 (при комнатной темп-ре) принадлежат примесям и др. дефектамкристалла. Для исследования тонкой структуры спектров образцы охлаждаютдо азотных (77 К), гелиевых (4,2 К) и более низких темп-р, при этом ширинылиний составляют доли см ^-1.

С. к. позволяет получать информацию о системе уровней энергии кристалла, <о механизмах взаимодействия света с веществом, о переносе и преобразованииэнергии возбуждения в кристалле, фотохим. реакциях и фотопроводимости. <С помощью С. к. можно также получить данные о структуре кристаллич. решётки, <о характере дефектов, в частности примесных центров люминесценции вкристаллах. С. к. исследует влияние поверхности кристалла на его спектр, многофотонныепроцессы при лазерном возбуждении и нелинейные эффекты в кристаллах(см. Лазерная спектроскопия, Нелинейная спектроскопия). В С. к. <широко используется теория групп, к-рая даёт возможность учесть свойства симметрии кристаллов, т. е. установить симметрию волновых ф-цийи найти отбора правила для квантовых переходов в кристалле.

На данных С. к. основаны применения кристаллов в качестве активных средлазеров, элементов полупроводниковой техники, люминофоров, преобразователейсвета, оптич. материалов, ячеек для записи информации. Методы С. к. используютсяв спектральном анализе.

Лит. см. при ст. Спектры, кристаллов. Э. А. Свириденков.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.