Об эффектах внутреннего поля в полупроводниках и диэлектриках

Рассматривается влияние дипольных сил на диэлектрические свойства и динамику решетки неметаллических кристаллов. Получено общее (безмодельное) решение задачи о выделении вклада регулярной части диполь-дипольного взаимодействия (внутреннего поля) в продольную электронную диэлектрическую проницаемость $\varepsilon_{\infty}$, тензор макроскопического (поперечного оптического) заряда $\hat{Z}$ и динамическую матрицу. Найдено, что в кристаллах произвольной симметрии внутреннее поле приводит к полюсной структуре $\varepsilon_{\infty}$, а для кубических кристаллов получен точный аналог формулы Лорентц–Лоренца. Показано, что в двухатомных кубических кристаллах внутреннее поле приводит также к полюсной структуре выражений для макроскопического заряда $\hat{Z}$ и дипольного вклада в частоту поперечных оптических колебаний решетки $\omega^{2}_{DD}$. Найдено точное соотношение, связывающее $\omega^{2}_{DD}$ с макроскопическими параметрами $\varepsilon_{\infty}$ и $Z$. Полученные результаты лишь заменой модельных параметров на эффективные отличаются от соответствующих результатов для модели поляризуемых точечных ионов, однако в отличие от модельной теории справедливы как для соединений с произвольно малой диэлектрической щелью в электронном спектре, так и для кристаллов с ковалентным типом химической связи. Отмечено, что возможность непосредственного определения всех параметров теории по экспериментальным данным позволяет провести безмодельный анализ влияния дипольных сил на устойчивость поперечных оптических колебаний решетки в узкощельных сегнетоэлектриках–полупроводниках из группы А$^{4}$B$^{6}$.