Спектроскопія кристалів, розділ спектроскопії, присвячений вивченню квантових переходів в системі рівнів енергії кристалічних тіл і супутніх їм фізичних явищ. С. до. — важливе джерело інформації про властивості і будови кристалів . Її теоретичною основою є квантова теорія твердого тіла . В С. до. широко використовується теорія груп, яка дозволяє врахувати властивості симетрії кристалів, тобто встановити симетрію хвилевих функцій для енергетичних рівнів і знайти відбору правила для дозволених переходів між ними. Для С. до. характерна різноманітність експериментальних методів, що включають використання низьких температур, лазерів (як джерел збудження), фотоелектричного рахунку фотонів, модуляційних методів реєстрації спектрів (див. Спектральні прилади ) , синхротронного випромінювання і так далі
Різноманіття в кристалі часток і квазічастинок з характерними енергіями, що сильно розрізняються, обумовлює поглинання і випускання квантів електромагнітної енергії в широкому діапазоні частот від радіохвиль до g-віпромінювання. Малі кванти енергії пов'язані в основному з магнітними взаємодіями часток і вивчаються радіоспектроскопічними методами (див. Радіоспектроскопія ) . Рентгенівська спектроскопія вивчає переходи електронів на внутр. оболонки атомів і іонів, створюючих кристал. Гамма-випромінювання пов'язане з переходами між ядерними рівнями. Проте зазвичай під С. до. розуміють оптичну спектроскопію, що охоплює діапазон електромагнітних хвиль від далекої інфрачервоної до далекою ультрафіолетовою областей.
В С. до. досліджуються спектри поглинання, віддзеркалення, люмінесценції і розсіяння (див. Спектри кристалів ) , а також вплив на них різних зовнішніх дій: електричного поля (Штарка ефект ) , магнітного поля (Зеемана ефект ), всестороннього стискування кристала і направлених деформацій (пьезоспектроськопічеський ефект). Досліджується також залежність спектру кристала від температури (зміна структури, зрушення і розширення смуг, зміни інтенсивності) і поляризації світла . Після поглинання світла в кристалі розвиваються процеси релаксації і передачі енергії збудження. Для їх дослідження важливі тимчасові виміри спектральних характеристик, що дозволяють знайти часи життя певних станів, часи релаксації і так далі Якщо у взаємодії з випромінюванням бере участь декілька часток, що взаємодіють також між собою, то виникають кооперативні явища.
С. до. вивчає вплив дефектів в кристалах (як що існують в реальному кристалі, так і навмисно створюваних для додання кристалу певних властивостей, наприклад введенням домішок) на їх спектри. Спектри тонких кристалічних плівок і кристалів малих розмірів можуть володіти особливостями (вплив поверхні). Поряд з одинфотонними процесами при збудженні кристала лазерним випромінюванням можна спостерігати також багатофотонні процеси, при яких в одному акті народжується або зникає декілька фотонів. Вивчаються також різні нелінійні ефекти в кристалах.
С. до. дозволяє отримати інформацію про систему енергетичних рівнів кристала, про механізми взаємодії світла з речовиною, про перенесення і перетворення енергії, поглиненої в кристалі, і її змінах (фазові переходи ) про фотохімічні реакції і фотопровідності . С. до. дозволяє також отримати дані про структуру кристалічної решітки, про будову і орієнтацію різних дефектів і домішкових центрів в кристалах і так далі На даних С. до. засновані вживання кристалів в квантовій електроніці, як люмінофори, сцинтилятори перетворювачів світлової енергії, оптичних матеріалів, вічок для запису інформації. Методи С. до. використовуються в спектральному аналізі .
Літ.: Феофілов П. П., Поляризована люмінесценція атомів, молекул і кристалів, М., 1959; Філіпс Дж., Оптичні спектри твердих тіл в області власного поглинання пер.(переведення) з англ.(англійський), [М.], 1968; Ребане До. До., Елементарна теорія коливальної структури спектрів домішкових центрів кристала, М., 1968; Каплянський А. А., Броуде Ст Л., Спектроскопія кристалів, в кн.: Фізичний енциклопедичний словник, т. 5, М., 1966; Кардону М., Модуляційна спектроскопія, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1972; Бальхаузен До., Введення в теорію поля лігандов, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1964; Кулі А., Матье Ж. - П. Коливальні спектри і симетрія кристалів, пер.(переведення) з франц.(французький), М., 1973.
