Процессы в твердых телах, стимулированные излучением. Клюев В.Г - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

4
Третий механизм диффузии связан с передачей энергии, выделяемой
при безызлучательной рекомбинации (рис. в)). Уменьшение высоты
потенциального барьера для миграции в этом случае равно разности энергий
атома в начальном и конечном, с захваченным на него электроном, состояниях.
Четвертый механизм фотостимулированной миграции состоит в
возбуждении колебаний атомов эл. магнитным излучением в результате ИК
поглощения, т.е . в передаче энергии от фотона фонону через промежуточные
состояния.
Фотохимические реакции
1. Различные проявления ФХР и их основные свойства .
Термоактивационный характер.
Все ФХР являются, как правило , термоактивационными процессами . Это
означает, что скорость протекания ФХР (т.е . скорость изменения той или иной
характеристики кристалла при освещении) уменьшается с понижением
температуры засветки Т
з
и наоборот. Параметром, характеризующим
термоактивационность процесса , является энергия активации Е
а
.
Энергия активации ФХР может иметь различную природу. Она может
представлять собой:
- Е
а
разрушения комплексов дефектов;
- Е
а
диффузии простых дефектов;
- Е
а
может включать в себя энергии различных потенциальных барьеров,
окружающих реагирующие центры;
- Е
а
может быть комбинацией перечисленных величин.
Обратимость
Характерным свойством ФХР является их обратимость , т.е . изменения
свойств кристалла , вызванные освещением, можно устранить (“стереть” ). Это
может быть достигнуто либо путем прогревания кристалла до достаточно
высоких температур и последующим охлаждением в темноте , либо освещением
его более длинноволновым (“ИК”) по сравнению с актиничным (вызывающим
ФХР) светом. Такое освещение вызывает перезарядку центров, образовавшихся в
результате ФХР. Такая перезарядка может приводить к существенному
уменьшению энергии активации разрушения Е
ар
продуктов реакции и ,
следовательно , к понижению температуры стирания (восстановления свойств
кристалла ).
Два подхода к изучению ФХР
Эксперименты показывают, что , будучи термоактивированными
процессами , ФХР протекают с обнаружимой за доступное в эксперименте время
скоростью при температурах, превышающих некоторую
T
0
. Поэтому для
обнаружения и изучения ФХР могут быть предложены два различных подхода :
стационарный и кинетический.
1) Стационарный подход основан на сравнении характеристик образца при
достаточно низких температурах, при которых ФХР явно не протекают. При этом
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
                                                              4
                   Т р е ти й     ме ха ни зм     ди ф ф узи и связа н с пе р е да че й эне р г и и , вы де ляе мо й
           пр и б е зы злуча те льно й р е ко мб и на ци и (р и с. в)). У ме ньше ни е                      вы со ты
           по те нци а льно г о б а р ье р а для ми г р а ци и в это м случа е р а вно р а зно сти эне р г и й
           а то ма в на ча льно м и ко не чно м, с за хва че нны м на не г о эле ктр о но м, со сто яни ях.
                   Ч е тве р ты й ме ха ни зм ф о то сти мули р о ва нно й ми г р а ци и со сто и т в
           во зб уж де ни и ко ле б а ни й а то мо в эл. ма г ни тны м и злуче ни е м в р е зульта те И К
           по г ло щ е ни я, т.е . в пе р е да че эне р г и и о т ф о то на ф о но ну че р е з пр о ме ж уто чны е
           со сто яни я.

                                                 Ф отох и м и ческ и е реак ци и

                  1. Ра зли чны е пр о явле ни я Ф Х Р и и х о сно вны е сво йства .

                        Т е р мо а кти ва ци о нны й ха р а кте р .
                    В се Ф Х Р являются, ка к пр а ви ло , те р мо а кти ва ци о нны ми пр о це сса ми . Э то
           о зна ча е т, что ско р о сть пр о те ка ни я Ф Х Р (т.е . ско р о сть и зме не ни я то й и ли и но й
           ха р а кте р и сти ки кр и ста лла пр и о све щ е ни и ) уме ньша е тся                с по ни ж е ни е м
           те мпе р а тур ы за све тки Т з и на о б о р о т. Па р а ме тр о м, ха р а кте р и зующ и м
           те р мо а кти ва ци о нно сть пр о це сса , являе тся эне р г и я а кти ва ци и Еа .
                    Э не р г и я а кти ва ци и Ф Х Р мо ж е т и ме ть р а зли чную пр и р о ду. О на мо ж е т
           пр е дста влять со б о й:
                    - Еа р а зр уше ни я ко мпле ксо в де ф е кто в;
                    - Еа ди ф ф узи и пр о сты х де ф е кто в;
                    - Еа мо ж е т включа ть в се б я эне р г и и р а зли чны х по те нци а льны х б а р ье р о в,
                        о кр уж а ющ и х р е а г и р ующ и е це нтр ы ;
                    - Еа мо ж е тб ы ть ко мб и на ци е й пе р е чи сле нны х ве ли чи н.
                        О б р а ти мо сть
                    Х а р а кте р ны м сво йство м Ф Х Р являе тся и х о б р а ти мо сть, т.е . и зме не ни я
           сво йств кр и ста лла , вы зва нны е о све щ е ни е м, мо ж но устр а ни ть (“сте р е ть”). Э то
           мо ж е т б ы ть до сти г нуто ли б о путе м пр о г р е ва ни я кр и ста лла до до ста то чно
           вы со ки х те мпе р а тур и по сле дующ и м о хла ж де ни е м в те мно те , ли б о о све щ е ни е м
           е г о б о ле е дли нно во лно вы м (“И К ”) по ср а вне ни ю с а кти ни чны м (вы зы ва ющ и м
           Ф Х Р) све то м. Т а ко е о све щ е ни е вы зы ва е тпе р е за р ядку це нтр о в, о б р а зо ва вши хся в
           р е зульта те Ф Х Р. Т а ка я пе р е за р ядка мо ж е т пр и во ди ть к сущ е стве нно му
           уме ньше ни ю энергии а кт ив а ц ии ра зрушения Еа р                     пр о дукто в р е а кци и и ,
           сле до ва те льно , к по ни ж е ни ю те мпе р а тур ы сти р а ни я (во сста но вле ни я сво йств
           кр и ста лла ).
                        Д ва по дхо да к и зуче ни ю Ф Х Р
                    Э кспе р и ме нты        по ка зы ва ют,       что , б удучи       те р мо а кти ви р о ва нны ми
           пр о це сса ми , Ф Х Р пр о те ка ютс о б на р уж и мо й за до ступно е в экспе р и ме нте вр е мя
           ско р о стью пр и те мпе р а тур а х, пр е выша ющ и х не ко то р ую T 0 . По это му для
           о б на р уж е ни я и и зуче ни я Ф Х Р мо г ут б ы ть пр е дло ж е ны два р а зли чны х по дхо да :
           ста ци о на р ны й и ки не ти че ски й.
                    1) Ста ци о на р ны й по дхо д о сно ва н на ср а вне ни и ха р а кте р и сти к о б р а зца пр и
           до ста то чно ни зки х те мпе р а тур а х, пр и ко то р ы х Ф Х Р явно не пр о те ка ют. Пр и это м



PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Страницы