Внутрикристаллическое поле

ВНУТРИКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, электрическое поле, существующее внутри кристаллов и действующее на электроны и ядра; реже внутрикристаллическим полем называют также существующее внутри некоторых кристаллов магнитное поле. Электрическое внутрикристаллическое поле имеет электростатическую природу, возникает вследствие того, что на расстояниях порядка межатомных электрические поля, создаваемые положительными и отрицательными зарядами, не скомпенсированы. Для расчётов электрического внутрикристаллического поля часто используют приближение точечных зарядов и диполей - ионы и молекулы, обладающие дипольным моментом, рассматриваются как точечные заряды или электрические диполи, находящиеся в узлах кристаллической решётки. Напряжённость внутрикристаллического поля может достигать 10⁸ В/см и более. Симметрия внутрикристаллического поля определяется главным образом симметрией кристалла. Величина и симметрия внутрикристаллического поля в данной точке кристалла зависят от деформаций, наличия примесей, дефектов, а также поляризации кристалла. Из-за колебаний кристаллической решётки внутрикристаллическое поле непрерывно меняется в небольших пределах относительно своего среднего значения. Исследование величины и симметрии внутрикристаллического поля позволяет изучить структуру твёрдых тел и энергию взаимодействия ионов с кристаллическим окружением.

Магнитное внутрикристаллическое поле имеет электромагнитную (за счёт диполь-дипольного взаимодействия) и обменную (смотри Обменное взаимодействие) природу, действует на орбитальные моменты и спины электронов и ядер в кристалле. Значительные магнитные поля возникают в кристаллах, содержащих парамагнитные атомы. Они создают магнитное поле, убывающее обратно пропорционально кубу расстояния от них. Магнитные моменты атомов переходных элементов с незаполненными d- и f-оболочками создают на расстояниях порядка межатомных магнитные поля напряжённостью в тысячи и даже десятки тысяч эрстед. Особый интерес представляют магнитные поля, создаваемые электронами на собственном атомном ядре. Изучение магнитного внутрикристаллического поля даёт возможность установить наличие и тип магнитного упорядочения в магнетиках.

Внутрикристаллическое поле исследуется спектроскопическими методами - оптической спектроскопии, радиоспектроскопии (ЭПР, ЯМР), мёссбауэровской спектроскопии и др.

Лит.: Бальхаузен К. Введение в теорию поля лигандов. М., 1964; Figgis В. N., Hitchman М. А. Ligand field theory and its applications. N. Y., 2000.