Большая Советская Энциклопедия (КР)

Лит.: Головин Б. М., Осипенко Б. П., Сидоров А. И., Гомогенные кристаллические счетчики ядерных излучений, «Приборы и техника эксперимента», 1961, № 6, с. 5; Дирнли Дж. и Нортроп Д. К., Полупроводниковые счетчики ядерных излучений, пер. с англ., М., 1966.

С. Ф. Козлов.

Блок-схема кристаллического счётчика, работающего в импульсном режиме

Кристаллическое поле

Кристалли'ческое по'ле, внутрикристаллическое поле, электрическое поле, существующее внутри кристаллов. Реже К. п. называют также образующееся внутри некоторых кристаллов магнитное поле. На коротких (порядка межатомных) расстояниях положительные и отрицательные заряды внутри кристалла не компенсируют друг друга и создают электрические поля. Напряжённость электрического поля в кристаллах может достигать значений ~ 10⁸ в/см и более.

Понятием К. п. пользуются при расчётах энергетического спектра парамагнитных ионов в ионных кристаллах и комплексных соединениях. В этом случае электрическое К. п. называют полем лигандов. К. п. называется слабым средним или сильным, если энергия взаимодействия электронов парамагнитного иона с К. п. меньше, сравнима или больше энергии спин-орбитального взаимодействия или электростатического взаимодействия электронов между собой. Для расчётов К. п. часто пользуются приближением точечных зарядов, когда реальные размеры ионов, атомов или их групп не учитываются и они рассматриваются как точечные заряды или электрические диполи, находящиеся в узлах кристаллической решётки. Потенциал К. п. обладает симметрией, определяющейся симметрией кристаллов. Величина и симметрия электрических К. п. в данной точке кристалла зависят от симметрии окружения этой точки и от деформаций в образце, возникающих, например, под влиянием внешних воздействий, от наличия примесей, дефектов и электрической поляризации кристалла. К. п. непрерывно колеблется в небольших пределах относительно своего среднего значения в соответствии с колебаниями кристаллической решётки.

Электрическое К. п. исследуют оптическими и радиоспектроскопическими методами [электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и ядерный квадрупольный резонанс (ЯКР)]. Для оценки величины и определения локальной симметрии К. п. оптическими методами и методом ЭПР в диамагнитный кристалл (матрицу) часто вводят небольшие количества парамагнитных ионов, которые используются в качестве «атомных зондов». Исследование величины и симметрии К. п. позволяет изучить структуру твёрдых тел и энергию взаимодействия ионов с кристаллическим окружением. Такие диамагнитные матрицы с примесью парамагнитных ионов являются основой твердотельных лазерови квантовых усилителей СВЧ.

Магнитные К. п., значительные по величине, возникают в кристаллах, содержащих парамагнитные ионы и атомы. Различают сверхтонкие и дипольные магнитные К. п. Сверхтонкие поля (10⁵—10⁶э) обусловлены т. н. сверхтонким взаимодействием магнитных моментов ядер и их электронного окружения и наблюдаются в основном на ядрах магнитных ионов. Дипольные магнитные поля создаются в окружающем пространстве парамагнитными ионами как и обычными магнитными диполями. Наибольшие значения дипольных полей 10³—10⁴э, на расстояниях от магнитного иона ~10^{– 8}см. Эти значения полей характерны для магнитоупорядоченных кристаллов. В др. случаях магнитные поля быстро флуктуируют под действием тепловых колебаний и их средние значения близки к нулю. Магнитные К. п. в кристаллах исследуются методом ЯМР и с помощью Мёссбауэра эффекта.

Лит.: Бальхаузен К., Введение в теорию поля лигандов, пер. с англ., М., 1964; Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Туров Е. А., Петров М. П., Ядерный магнитный резонанс в ферро- и антиферро-магнетиках, М., 1969.

М. П. Петров.

Кристаллогидраты

Кристаллогидра'ты, кристаллы, включающие молекулы воды. Многие соли, а также кислоты и основания выпадают из водных растворов в виде К. Типичными К. являются многие природные минералы, например гипс CaSO₄·2H₂O, карналлит MgCl₂·KCl·6H₂O. Кристаллизационная вода обычно может быть удалена нагреванием, при этом разложение К. часто идёт ступенчато; так, медный купорос CuSO₄·5H₂O (синий) выше 105 °С переходит в CuSO₄·5H₂O (голубой) и CuSO₄·H₂O (белый); полное обезвоживание происходит выше 250°С. Однако некоторые соединения (например, BeC₂O₄·H₂O) устойчивы только в форме К. и не могут быть обезвожены без разложения. См. также Вода, Минерал.

Кристаллографии институт

Кристаллогра'фии институ'т им. А. В. Шубникова АН СССР, научно-исследовательский институт, занимающийся исследованием структуры, физических свойств и образования кристаллов. Создан в Москве в 1943 на базе Лаборатории кристаллографии АН СССР, организованной в 1938. Основателем и первым директором К. и. был академик А. В. Шубников; со дня основания К. и. в нём работает академик Н. В. Белов. С 1962 директор К. и. член-корреспондент АН СССР Б. К. Вайнштейн.

К. и. внёс большой вклад в развитие теории симметрии кристаллов (теория антисимметрии и цветной симметрии), разработку теории структурного анализа кристаллов, создание структурной электронографии, развитие теории рассеяния рентгеновских лучей и электронов в кристаллах, автоматизацию решения структур. В К. и. выполнены исследования и обобщения в области кристаллохимии силикатов, полупроводниковых соединений, структуры биологических макромолекул, изучен ряд оптических, механических, сегнето- и фотоэлектрических свойств кристаллов, проведены исследования реальной структуры кристаллов и работы по теории дислокаций. Открыт электрический рельеф поверхности кристаллов.

В К. и. выполнены фундаментальные исследования роста кристаллов, в частности открыт спиральный рост, изучено зародышеобразование, развита теория роста и статистической кинетики кристаллизации. Созданы новые методики синтеза кристаллов. Работы К. и. и его дочерних предприятий привели к возникновению в стране промышленности монокристаллов, необходимых для развития радио-, квантовой и полупроводниковой электроники, оптики, акустики, прецизионного приборостроения и т. д. К. и. и его специальное конструкторское бюро разработали и внедрили в промышленность уникальную кристаллизационную аппаратуру, автоматические дифрактометры и др. приборы.

Институт награжден орденом Трудового Красного Знамени (1969).

Б. К. Вайнштейн.

Кристаллография

Кристаллогра'фия (от кристаллы и ...графия), наука о кристаллах и кристаллическом состоянии вещества. Изучает симметрию, строение, образование и свойства кристаллов. К. зародилась в древности в связи с наблюдениями над природными кристаллами, имеющими естественную форму правильных многогранников. К. как самостоятельная наука существует с середины 18 в. В 18—19 вв. К. развивалась в тесной связи с минералогией как дисциплина, устанавливающая закономерности огранки кристаллов (Р. Аюи, 1784). Была развита теория симметрии кристаллов — их внешних форм (А. В. Гадолин, 1867) и внутреннего пространственного строения (Е. С. Федоров, 1890; А. Шёнфлис, 1891). Совокупность методов описания кристаллов и установленные закономерности составляют содержание геометрической К.

На основе геометрической К. возникла гипотеза об упорядоченном, трёхмерно-периодическом расположении в кристалле составляющих его частиц, в современном понимании — атомов и молекул, которые образуют кристаллическую решётку. Открытие дифракции рентгеновских лучейв кристаллах экспериментально подтвердило их периодическое решётчатое строение. Первые конкретные рентгенографические расшифровки атомной структуры кристаллов (NaCl, алмаз, ZnS и др.) были осуществлены начиная с 1913 У. Г. Брэггоми У. Л. Брэггом. Изучение прохождения света через кристаллы (см. Кристаллооптика) позволило сформулировать закономерности анизотропии (неравноценности по направлениям) свойств кристаллов.