Негомогенная кинетика фото- и радиационно- стимулированных процессов в конденсированной фазе. Новиков Г.Ф. - 11 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

11
4 Динамика теpмо- и фотостимулированного разделения геминальных
электрон - ионных пар
4.1. Общие закономерности те pмо- и фотостимулированного разделения
геминальных электрон - ионных пар
4.1.1. Основные процессы при разделении геминальных пар
вероятность разделения паpы определяется конкуренцией двух процессов :
диффузионного движения частицы за время перехода между локализованными
состояниями , приводящего в среднем к "убеганию'' частицы от центра, и ее сме -
щением к центру в результате дрейфа в кулоновском поле иона за то же время.
первый процесс можно характеризовать средним квадратом расстояния между
последовательными локализованными состояниями , второй - средним смещением
частицы за время перехода τ между локализованными состояниями в единичном
поле, Δ = μ
d
τ (μ
d
- дрейфовая подвижность ).
4.1.2. Трансформация состояний горячего электрона при его локализации
Выделяют три стадии при образовании термодинамически стабильного ло-
кализованного электрона: термализация, локализация, сольватация
hotqflocsol
eeee
−−
→→
, (21)
включающие стадию деградации энергии "горячего'' электрона,
hot
e
, с образова-
нием квазисвободного электрона
qf
и сольватацию предварительно локализо-
ванного электрона
loc
e
(для неполярных сред "захваченный'' электрон
tr
e
).
4.2. Модель Онзагера
4.3.1. Общая формулировка модели . Основные формулы
При нулевом внешнем электрическом поле вероятность разделения изоли-
рованной пары зарядов , первоначально находившихся на расстоянии r друг от
друга , на свободные ионы дается формулой Онзагера:
exp
c
r
r
φ

=−


, (22)
где r
c
радиус Онзагера.
4.3.2. Функция пространственного распределения теpмализованных элек-
тронов F(r)
Выход свободных (разделенных) ионов определяется соотношением
0
0
()(,)
fi
GGFrrEdr
φ
=
, (23)
где F ( r ) функция начального пространственного распределения термализован-
ных электронов , G
0
полный начальный выход пар. Примеры центрально-
симметричных функций распределения, применяемых для интерпретации экспе -
риментальных данных в неполярных диэлектриках:
()exp
r
Fr
b

∝−


, (24)
                                                    11
4   Ди н ам и к а те pм о- и фотости м у ли р ован н ого р азде
                                                              лен и я ге
                                                                       м и н аль н ы х
    эле к тр он - и он н ы х пар
    4.1.      О бщ и е закономе рности те pмо- и фотости мул и рованного разде л е ни я
              ге ми нал ь ны х эл е ктрон- и онны хпар
        4.1.1. О с н овн ы е процес с ы при разделен и и гем и н альн ы х пар
        ве роятность разде л е ни я паpы опре де л яе тся конкуре нц и е й двух проц е ссов:
ди ффузи онного дви ж е ни я части ц ы за вре мя пе ре хода ме ж ду л окал и зованны ми
состояни ями , при водящ е гов сре дне м к "убе гани ю '' части ц ы от ц е нтра, и е е сме -
щ е ни е м к ц е нтру в ре зул ь тате дре йфа в кул оновском пол е и она за тож е вре мя.
пе рвы й проц е сс мож но характе ри зовать сре дни м квадратом расстояни я ме ж ду
посл е довате л ь ны ми л окал и зованны ми состояни ями , второй - сре дни м сме щ е ни е м
части ц ы за вре мя пе ре хода τ ме ж ду л окал и зованны ми состояни ями в е ди ни чном
пол е , Δ = μ dτ (μ d - дре йфовая подви ж ность ).
        4.1.2. Тран с ф орм аци я с ос т оян и й горяч его элект рон апри его локали заци и
        В ы де л яю т три стади и при образовани и те рмоди нами че ски стаби л ь ногол о-
кал и зованногоэл е ктрона: те рмал и зац и я, л окал и зац и я, сол ь ватац и я
          −
         ehot → eqf− → eloc −
                              → esol −
                                       ,   (21)
                                                                           −
вкл ю чаю щ и е стади ю де градац и и эне рги и "горяче го'' эл е ктрона, ehot , с образова-
                                        −
ни е м квази свободного эл е ктрона eqf и сол ь ватац и ю пре двари те л ь но л окал и зо-
                    −
ванногоэл е ктрона eloc (дл я не пол ярны хсре д − "захваче нны й'' эл е ктрон etr− ).
    4.2. М оде л ь О нзаге ра
     4.3.1. О бщ ая ф орм ули ровкам одели . О с н овн ы е ф орм улы
     П ри нул е вом вне шне м эл е ктри че ском пол е ве роятность разде л е ни я и зол и -
рованной пары зарядов, пе рвоначал ь но находи вши хся на расстояни и r друг от
друга, на свободны е и оны дае тся формул ой О нзаге ра:
               r
      φ = exp  − c  ,                      (22)
               r
где rc − ради ус О нзаге ра.
       4.3.2. Ф ун кци я прос т ран с т вен н ого рас пределен и я т еpм али зован н ы х элек-
т рон ов F(r)
       В ы ход свободны х(разде л е нны х) и онов опре де л яе тся соотноше ни е м
                  ∞

       G fi = G0 ∫ F ( r ) φ ( r, E ) dr ,   (23)
                  0


где F(r) − функц и я начал ь ногопространстве нногораспре де л е ни я те рмал и зован-
ны х эл е ктронов, G0 − пол ны й начал ь ны й вы ход пар. П ри ме ры ц е нтрал ь но-
си мме три чны х функц и й распре де л е ни я, при ме няе мы х дл я и нте рпре тац и и экспе -
ри ме нтал ь ны х данны хв не пол ярны хди эл е ктри ках:
                      r
       F ( r ) ∝ exp  −  ,                 (24)
                      b