ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
ïîëÿðèçàöèîííîé ïîòåíöèàëüíîé ÿìû. Ýíåðãèÿ îïòè÷åñêîé
äèññîöèàöèè ïîëÿðîíà
E
1
áîëüøå
E
0
â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèíöè
-
ïîì Ôðàíêà-Êîíäîíà. Îïòè÷åñêèé ïåðåõîä ïðîèñõîäèò áåç
ðàçðóøåíèÿ ïîòåíöèàëüíîé ÿìû. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî íåîáõîäè
-
ìî âû÷èñëèòü ïîòåíöèàëüíóþ ÿìó (14.10), ñîçäàííóþ ïîëÿ
-
ðèçàöèåé ðåøåòêè (14.15), âûçâàííîé âîëíîâîé ôóíêöèåé
(14.16), è íàéòè â òàêîé ïîòåíöèàëüíîé ÿìå ýíåðãèþ îñíîâíî
-
ãî ñîñòîÿíèÿ. ×èñëåííûé ðàñ÷åò äàåò âåëè÷èíó
Eme
1
22
0163=-
**
, h e
, ÷òî â òðè ðàçà áîëüøå
E
0
. Ïîñêîëüêó
ïðè îïòè÷åñêîì ïåðåõîäå ÿìà ñðàçó íå ðàçðóøàåòñÿ, òî àáñî
-
ëþòíîå çíà÷åíèå
E
1
ðàâíî ýíåðãèþ ôîòîèîíèçàöèè ïîëÿðîíà.
Âçàèìîäåéñòâèå ýëåêòðîíà ñ îïòè÷åñêèìè êîëåáàíèÿìè â
èîííûõ êðèñòàëëàõ ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ ïîëÿðîíà
áîëüøîãî ðàäèóñà. Íî â ðÿäå êðèñòàëëîâ íàáëþäàþòñÿ ïîëÿ
-
ðîíû ìàëîãî ðàäèóñà. Îáðàçîâàíèå òàêèõ âîçáóæäåíèé òàêæå
ìîæåò áûòü ðàññìîòðåíî â êîíòèíóàëüíîì ïðèáëèæåíèè.
Àêóñòè÷åñêèå äåôîðìàöèîííûå ôîíîíû èãðàþò â ýòîì ïðî-
öåññå âàæíóþ ðîëü [110, 111].
Äåôîðìàöèîííûé ïîòåíöèàë ìîæåò áûòü âûðàæåí ÷åðåç
îòíîñèòåëüíîå èçìåíåíèå îáúåìà ýëåìåíòàðíîé ÿ÷åéêè
r() ()rur= div
â âèäå
-sr()r
(14.1). Ïëîòíîñòü ýíåðãèè äåôîð-
ìàöèè ðàâíà
br
2
2
, ãäå
b
— óïðóãàÿ ïîñòîÿííàÿ êðèñòàëëà.
Òàêèì îáðàçîì ýíåðãèÿ ïîëÿðîííîãî ñîñòîÿíèÿ ÿâëÿåòñÿ ôóí-
êöèîíàëîì
E{,,}yrP
, êîòîðûé îòëè÷àåòñÿ îò (14.13) íàëè÷èåì
äâóõ äîïîëíèòåëüíûõ ÷ëåíîâ
-+
òò
syr
b
r
2
2
33
2
() ()rrdr dr
.
Ìèíèìèçàöèÿ ôóíêöèîíàëà
E{,,}yrP
ïî
P
äàåò òîò æå ðåçóëü
-
òàò (14.15), ÷òî è ðàíüøå, ìèíèìèçàöèÿ ïî
r
äàåò
rsyb()r =
2
. Ïîäñòàíîâêà ýòèõ çíà÷åíèé â
E{,,}yrP
äàåò çà
-
âèñÿùèé òîëüêî îò
y()r
ôóíêöèîíàë. Îáñóäèì íåêîòîðûå îá
-
ùèå ñâîéñòâà ýòîãî ôóíêöèîíàëà. Ïðîáíàÿ ôóíêöèÿ ìîæåò
áûòü âûáðàíà â âèäå
ym m() ( ) ( )r = afra
32
, (14.17)
çàâèñÿùåì îò âàðèàöèîííîãî ïàðàìåòðà
m
. Ôóíêöèÿ
fx()
ïðåäïîëàãàåòñÿ íîðìèðîâàííîé:
41
22
0
p xf xdx()
¥
ò
=
.Åñëè
196
ïîëÿðèçàöèîííîé ïîòåíöèàëüíîé ÿìû. Ýíåðãèÿ îïòè÷åñêîé äèññîöèàöèè ïîëÿðîíà E1 áîëüøå E 0 â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèíöè- ïîì Ôðàíêà-Êîíäîíà. Îïòè÷åñêèé ïåðåõîä ïðîèñõîäèò áåç ðàçðóøåíèÿ ïîòåíöèàëüíîé ÿìû. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî íåîáõîäè- ìî âû÷èñëèòü ïîòåíöèàëüíóþ ÿìó (14.10), ñîçäàííóþ ïîëÿ- ðèçàöèåé ðåøåòêè (14.15), âûçâàííîé âîëíîâîé ôóíêöèåé (14.16), è íàéòè â òàêîé ïîòåíöèàëüíîé ÿìå ýíåðãèþ îñíîâíî- ãî ñîñòîÿíèÿ. ×èñëåííûé ðàñ÷åò äàåò â åëè÷èíó E1 = -0,163 m * e 2 h2 e * , ÷òî â òðè ðàçà áîëüøå E 0 . Ïîñêîëüêó ïðè îïòè÷åñêîì ïåðåõîäå ÿìà ñðàçó íå ðàçðóøàåòñÿ, òî àáñî- ëþòíîå çíà÷åíèå E1 ðàâíî ýíåðãèþ ôîòîèîíèçàöèè ïîëÿðîíà. Âçàèìîäåéñòâèå ýëåêòðîíà ñ îïòè÷åñêèìè êîëåáàíèÿìè â èîííûõ êðèñòàëëàõ ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ ïîëÿðîíà áîëüøîãî ðàäèóñà. Íî â ðÿäå êðèñòàëëîâ íàáëþäàþòñÿ ïîëÿ- ðîíû ìàëîãî ðàäèóñà. Îáðàçîâàíèå òàêèõ âîçáóæäåíèé òàêæå ìîæåò áûòü ðàññìîòðåíî â êîíòèíóàëüíîì ïðèáëèæåíèè. Àêóñòè÷åñêèå äåôîðìàöèîííûå ôîíîíû èãðàþò â ýòîì ïðî- öåññå âàæíóþ ðîëü [110, 111]. Äåôîðìàöèîííûé ïîòåíöèàë ìîæåò áûòü âûðàæåí ÷åðåç îòíîñèòåëüíîå èçìåíåíèå îáúåìà ýëåìåíòàðíîé ÿ÷åéêè r(r) = div u(r) â âèäå -sr(r) (14.1). Ïëîòíîñòü ýíåðãèè äåôîð- ìàöèè ðàâíà br 2 2, ãäå b — óïðóãàÿ ïîñòîÿííàÿ êðèñòàëëà. Òàêèì îáðàçîì ýíåðãèÿ ïîëÿðîííîãî ñîñòîÿíèÿ ÿâëÿåòñÿ ôóí- êöèîíàëîì E{y, P, r}, êîòîðûé îòëè÷àåòñÿ îò (14.13) íàëè÷èåì äâóõ äîïîëíèòåëüíûõ ÷ëåíîâ 2 b 2 -sò y r(r) d 3 r + ò r (r) d 3 r . 2 Ìèíèìèçàöèÿ ôóíêöèîíàëà E{y, P, r} ïî P äàåò òîò æå ðåçóëü- òàò (14.15), ÷òî è ðàíüøå, ìèíèìèçàöèÿ ïî r äàåò 2 r(r) = s y b. Ïîäñòàíîâêà ýòèõ çíà÷åíèé â E{y, P, r} äàåò çà- âèñÿùèé òîëüêî îò y(r) ôóíêöèîíàë. Îáñóäèì íåêîòîðûå îá- ùèå ñâîéñòâà ýòîãî ôóíêöèîíàëà. Ïðîáíàÿ ôóíêöèÿ ìîæåò áûòü âûáðàíà â âèäå y(r) = (m a) 3 2 f (mr a) , (14.17) çàâèñÿùåì îò âàðèàöèîííîãî ïàðàìåòðà m. Ôóíêöèÿ f (x) ¥ ïðåäïîëàãàåòñÿ íîðìèðîâàííîé: 4pò x 2 f 2 (x) dx = 1. Åñëè 0 196
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 195
- 196
- 197
- 198
- 199
- …
- следующая ›
- последняя »