Процессы в твердых телах, стимулированные излучением. Клюев В.Г - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

6
Если при протекании ФХР такие параметры, измеряемые экспериментально ,
как, например,
- фототок I
ф
;
- интенсивность люминесценции J
л
и др .,
экспоненциально зависят от времени освещения: I
ф
= I
ф0
exp(-t
осв
/τ), то по этим
зависимостям можно определить постоянную времени процесса τ при разных
температурах. Далее, предполагая, что τ также зависит от Т экспоненциально :
τ = τ
о
exp(- Е
а
/kT), энергию активации ФХР находят, строя зависимости в
координатах: по вертикальной оси ln(τ/τ
о
), а по горизонтальной 1000/T. Тогда
энергия активации равна тангенсу угла наклона экспериментальной прямой к
горизонтальной оси , умноженному на 10.
Другой способ определения Е
а
состоит в сравнении стационарных значений
физических величин (например, интенсивности люминесценции), измеренных
при низких температурах сначала после охлаждения кристалла в темноте
( состояние без реакции), а затем после предварительной засветки в течение
определенного времени t
з
при такой температуре Т
з
, при которой ФХР протекает
заметно за время эксперимента (минуты ). При этом измеряется зависимость
J
л
( Т
з
)= J
л
- J
ло
. При этом время засветки
t
з
при разных Т
з
выбирается
фиксированным. Каждый раз при изменении Т
з
действие предыдущей
высокотемпературной” засветки стирается путем прогревания образца при Т> Т
з
(дезактивация) и охлаждения его до температуры измерения в темноте .
Экспериментальные точки также строятся в полулогарифмическом масштабе как
и в предыдущем случае. Аналогично определяется и энергия активации.
Физическая интерпретация полученной энергии активации изменения
экспериментально измеряемой величины (I
ф
, J
л
, ТСП, ТСЛ ...) представляет собой,
с одной стороны, очень важную физическую задачу, т.к. в измеренной энергии
отражены:
- энергии разрушения центров;
- энергии их образования;
- потенциальные барьеры, которые преодолеваются центрами при их
диффузии и миграции...;
с другой такая расшифровка” зависит от принятой физической модели и ,
следовательно , содержит элемент неоднозначности и требует дополнительных
экспериментальных данных.
4. Методы, позволяющие различить электронный и ионный характер
изменений свойств кристалла под действием света
Изменение свойств кристаллов при освещении в принципе может быть
объяснено как протеканием ФХР, т.е . ионными , атомными и даже кластерными
процессами перестройки дефектов, так и чисто электронными процессами , в
результате которых происходит перезарядка существующих в кристалле центров.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
                                                               6

                     Если пр и пр о те ка ни и Ф Х Р та ки е па р а ме тр ы, и зме р яе мы е экспе р и ме нта льно ,
           ка к, на пр и ме р ,
                     - ф о то то к Iф ;
                     - и нте нси вно сть люми не сце нци и Jл и др .,
           экспо не нци а льно за ви сят о т вр е ме ни о све щ е ни я: Iф = Iф 0 exp(-tо св/τ), то по эти м
           за ви си мо стям мо ж но о пр е де ли ть по сто янную вр е ме ни пр о це сса τ пр и р а зны х
           те мпе р а тур а х. Д а ле е , пр е дпо ла г а я, что τ та кж е за ви си т о т Т экспо не нци а льно :
           τ = τо exp(- Еа /kT), эне р г и ю а кти ва ци и Ф Х Р на хо дят, стр о я за ви си мо сти в
           ко о р ди на та х: по ве р ти ка льно й о си – ln(τ/τо ), а по г о р и зо нта льно й – 1000/T. Т о г да
           эне р г и я а кти ва ци и р а вна та нг е нсу уг ла на кло на экспе р и ме нта льно й пр ямо й к
           г о р и зо нта льно й о си , умно ж е нно му на 10.
                     Д р уг о й спо со б о пр е де ле ни я Еа со сто и тв ср а вне ни и ста ци о на р ны х зна че ни й
           ф и зи че ски х ве ли чи н (на пр и ме р , и нте нси вно сти люми не сце нци и ), и зме р е нны х
           пр и ни зки х те мпе р а тур а х сна ча ла по сле о хла ж де ни я кр и ста лла в те мно те
           (со сто яни е б е з р е а кци и ), а за те м по сле пр е два р и те льно й за све тки в те че ни е
           о пр е де ле нно г о вр е ме ни ∆tз пр и та ко й те мпе р а тур е Т з, пр и ко то р о й Ф Х Р пр о те ка е т
           за ме тно за вр е мя экспе р и ме нта (ми нуты ). Пр и это м и зме р яе тся за ви си мо сть
           ∆Jл(Т з)= Jл - Jло . Пр и это м вр е мя за све тки t з пр и р а зны х Т з вы б и р а е тся
           ф и кси р о ва нны м. К а ж ды й р а з пр и и зме не ни и Т з де йстви е пр е ды дущ е й
           “вы со ко те мпе р а тур но й” за све тки сти р а е тся путе м пр о г р е ва ни я о б р а зца пр и Т > Т з
           (де за кти ва ци я) и о хла ж де ни я е г о до те мпе р а тур ы и зме р е ни я в те мно те .
           Э кспе р и ме нта льны е то чки та кж е стр о ятся в по луло г а р и ф ми че ско м ма сшта б е ка к
           и в пр е ды дущ е м случа е . А на ло г и чно о пр е де ляе тся и эне р г и я а кти ва ци и .
                     Ф и зи че ска я и нте р пр е та ци я по луче нно й эне р г и и а кти ва ци и и зме не ни я
           экспе р и ме нта льно и зме р яе мо й ве ли чи ны (Iф , Jл , Т СП, Т СЛ ...) пр е дста вляе тсо б о й,
           с о дно й сто р о ны , о че нь ва ж ную ф и зи че скую за да чу, т.к. в и зме р е нно й эне р г и и
           о тр а ж е ны :
                     - эне р г и и “р а зр уше ни я ” це нтр о в;
                     - эне р г и и и х о б р а зо ва ни я;
                     - по те нци а льны е б а р ье р ы , ко то р ы е пр е о до ле ва ются це нтр а ми пр и и х
                         ди ф ф узи и и ми г р а ци и ...;
           с др уг о й та ка я “р а сши ф р о вка ” за ви си т о т пр и нято й ф и зи че ско й мо де ли и ,
           сле до ва те льно , со де р ж и т эле ме нт не о дно зна чно сти и тр е б уе т до по лни те льны х
           экспе р и ме нта льных да нны х.

                  4. М е то ды , по зво ляющ и е р а зли чи ть эле ктр о нны й и и о нны й ха р а кте р
                     и зме не ни й сво йств кр и ста лла по д де йстви е м све та

                   И зме не ни е сво йств кр и ста лло в пр и о све щ е ни и в пр и нци пе мо ж е т б ы ть
           о б ъясне но ка к пр о те ка ни е м Ф Х Р, т.е . и о нны ми , а то мны ми и да ж е кла сте р ны ми
           пр о це сса ми пе р е стр о йки де ф е кто в, та к и чи сто эле ктр о нны ми пр о це сса ми , в
           р е зульта те ко то р ы х пр о и схо ди тпе р е за р ядка сущ е ствующ и х в кр и ста лле це нтр о в.




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