Параэлектрический резонанс - резонансное поглощение радиоволн, связанное с переориентацией электрич. дипольных моментов
(ЭДМ) частиц вещества во внеш. электрич. полях; электрич. аналог магнитного
резонанса. Первые наблюдения относятся к 1966.
В кристалле могут существовать дефекты,
обладающие ЭДМ. Это прежде всего примесные молекулы, к-рые обладают ЭДМ
даже в свободном состоянии (напр., ОН-, CN-). В кристалле
они могут ориентироваться лишь в определённых (энергетически эквивалентных)
направлениях в соответствии с симметрией окружения. К др. типу дефектов
относятся т. н. нецентральные ионы, заместившие в кристалле более тяжёлые
ионы (напр., Li+ в КС1). Равновесные положения примесных ионов
смещены относительно узлов, с чем и связано появление ЭДМ. В соответствии
с симметрией кристалла может быть неск. (4, 6, 8, 12) энергетически эквивалентных
равновесных положений.
Наличие у дефектов эквивалентных положений
приводит к вырождению состояний, между этими состояниями происходят туннельные
переходы. В результате возникает расщепление уровней. Внеш. пост. электрич.
поле смещает (дополнительно расщепляет) эти уровни, появляется возможность
ими управлять. Если к кристаллу дополнительно приложить ещё и перем. электрич.
поле, возникают квантовые переходы с поглощением или излучением эл--магн.
волны. Переходы осуществляются резонансно, на определ. частоте, соответствующей
разности энергий между двумя уровнями. Это явление и принято называть П.
р. Характерная область частот П. р. - диапазон СВЧ (1010 - 1U11
Гц).
Наряду с описанным выше П. р. существуют
родственные этому явлению эффекты, носящие иногда то же название. Так,
мн. парамагн. центры, расположенные в местах кристаллич. решётки, не являющихся
центрами инверсии (напр., Fe в узле или межузлпи Si), обладают отличным
от нуля ЭДМ. Энергетич. структура таких дефектов чувствительна не только
к внеш. магн. полям, но и к внеш. электрич. полям. Поэтому условия резонанса
в них можно осуществить изменением внеш. статнч. электрич. поля, а переходы
между уровнями - перем. электрич. полем. Это позволяет комбинировать магн.
поля с электрическими.
Открытие параэлектрического резонанса и связанных с ним явлений
привело к созданию нового направления в физике твёрдого тела - электрической
радио спектро скопии. Её задачи совпадают с задачами магн. радиоспектроскопии:
изучение диполь-решёточного и диполь-дипольного взаимодействий, ширины
резонансных линий, роли внеш. воздействий, природы дефектов и их окружения
и т. д. Это направление находит и практич. применение: созданы генераторы
гиперзвука, низкотемпературные термометры, разработан метод пара-электрич.
адиабатич. охлаждения.
А. Б. Рощин