Современное развитие твердотельных систем нелинейной оптики инфракрасного диапазона стимулирует поиск и создание новых материалов с широким окном прозрачности в ИК области (низкочастотная граница до 30 μm) Кристаллы семейства Me⁺Pb₂Hal₅ (здесь Me⁺ – щелочной металл, Hal – галоген) обладают таким окном прозрачности в ИК диапазоне. Кристаллы KPb₂Cl₅ и KPb₂Br₅, относящиеся к этому семейству принадлежат к моноклинной пространственной группе P21=c, Z = 4. Параметры структуры кристалла KPb₂Cl₅: a = 8.854(2) A, b = 7.927(2) A, c = 12.485(3) A, β= 90.05(3), V = 876.3(4) A3, параметры KPb₂Br₅ структуры: a = 9.256(2) A, b = 8.365(2) A, c = 13.025(3) A, β= 90.00(3),V = 1008,4(4) A3. Довольно рыхлая упаковка ионов большого радиуса в решетке обусловливает широкие возможности для вариаций состава, свойств кристаллов и открывает перспективу их использования в качестве активных лазерных сред. В то же время общефизические свойства этих кристаллов изучены достаточно слабо.

Настоящая работа посвящена излучению колебательных спектров кристаллов KPb₂Cl₅ и KPb₂Br₅. Проведение такого исследования позволяет определить природу формирования низкочастотной границы окна прозрачности кристалла, установить, какие структурные единицы и взаимодействия определяют ее положение.

Получены экспериментально спектры комбинационного рассеяния этих кристаллов при комнатной температуре. Как и ожидалось, спектры ограничены низкими частотами. Обращает на себя внимание сильная анизотропия спектров, высокая поляризация спектральных линий.

Для собственных векторов, полученных в результате диагонализации динамических матриц, был проведен симметрийный анализ, что позволило корректно сравнить экспериментальные и рассчитанные колебательные спектры. Наблюдается хорошее согласие полученных значений в средней части спектров. В области самых низких (менее 20 cм^-1) частот результаты расчета сильно зависят от малых изменений координат атомов. Вычислены относительные вклады смещений атомов решетки в собственные векторы соответствующих мод (учтена перенормировка на массы ионов). Анализ собственных векторов решеточных мод показывает, что чрезвычайно узкие фононные спектры этих кристаллов связаны со значительным вкладом тяжелых катионов в высоколежащие решеточные моды. Это связано со сложностью структуры и низкой симметрией кристаллов.

Фоторепортаж