Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть I. Васильев А.Н - 93 стр.

UptoLike

îêàçûâàåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíîé
ew g
w
w<
2
32
(; )~exp
()
,,E
E
-
-
é
ë
ê
ê
ù
û
ú
ú
E
E
g
g
h
h
(5.6)
ãäå
gm= 42 3eh
. Âûøå ïîðîãà ïîãëîùåíèÿ êîýôôèöèåíò ïîã
-
ëîùåíèÿ îñöèëëèðóåò ñ ïåðèîäîì, óìåíüøàþùèìñÿ ñ ïàäåíè
-
åì ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ
E
. Ýòè îñöèëëÿöèè ñâÿçàíû ñ îòðàæå
-
íèåì ýëåêòðîíîâ è äûðîê îò áàðüåðà, ñîçäàâàåìîãî ýëåêòðè
-
÷åñêèì ïîëåì. Ñòîèò îòìåòèòü ÷èñòî êâàíòîâóþ ïðèðîäó ýô
-
ôåêòà Ôðàíöà-Êåëäûøà, ïîñêîëüêó â ïðåäåëå
h ® 0
ïîãëîùå
-
íèå èñ÷åçàåò.
Îòìåòèì åùå ñâÿçàííîå ñ ýôôåêòîì Ôðàíöà-Êåëäûøà
ÿâëåíèå, çàêëþ÷àþùååñÿ âî âíóòðåííåé ýìèññèè ýëåêòðîíîâ â
ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå (ýôôåêò Çèíåðà) â îòñóòñòâèå âûñîêî÷àñ-
òîòíîãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ. Âåðîÿòíîñòü ïåðåõîäà ýëåê-
òðîíà èç îäíîé çîíû â äðóãóþ ïðîïîðöèîíàëüíà ýêñïîíåíöè-
àëüíîìó ìíîæèòåëþ (5.6), â êîòîðîì ïîëàãàåòñÿ
w=0
.
5.4 Ïîãëîùåíèå ôîòîíîâ áîëüøîé ýíåðãèè
Ïîãëîùåíèå ôîòîíîâ äîñòàòî÷íî áîëüøîé ýíåðãèè, ñîîò-
âåòñòâóþùåé ðåíòãåíîâñêîìó äèàïàçîíó ñïåêòðà, ïðèâîäèò ê
ïåðåõîäàì ýëåêòðîíà èç ãëóáîêèõ îñòîâíûõ çîí â çîíó ïðîâî-
äèìîñòè. Ïðîòÿæåííîñòü âîëíîâûõ ôóíêöèé èñõîäíîãî ñîñ-
òîÿíèÿ è êîíå÷íîãî ñîñòîÿíèÿ ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ äðóã
îò äðóãà. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî õàðàêòåðíûå ðàçìåðû îñòîâ-
íûõ ñîñòîÿíèé ïîðÿäêà èëè ìåíüøå áîðîâñêîãî ðàäèóñà äëÿ
àòîìà âîäîðîäà. Ïðè òàêèõ îáñòîÿòåëüñòâàõ íåò îñíîâàíèé
äëÿ ïðåäïîëîæåíèé î ïîñòîÿíñòâå ìàòðè÷íûõ ýëåìåíòîâ ïåðå
-
õîäà.
 íóëåâîì ïðèáëèæåíèè âîëíîâàÿ ôóíêöèÿ ýëåêòðîíà â
çîíå ïðîâîäèìîñòè ñ ýíåðãèåé â äåñÿòêè è ñîòíè ýëåêòðîí-
âîëüò ìîæåò áûòü ðàññìîòðåíà â ïðèáëèæåíèè ñâîáîäíûõ
ýëåêòðîíîâ, è ïðè ýòîì îíà èìååò âèä
y
k
kr
=
-
Ve
i12
.
Îñòîâíûå ñîñòîÿíèÿ ìîãóò áûòü ðàññìîòðåíû â ïðîòèâîïî
-
ëîæíîì ïðèáëèæåíèè, òî åñòü â ïðèáëèæåíèè ñèëüíî ñâÿçàí
-
íûõ ýëåêòðîíîâ, â êîòîðîì âîëíîâàÿ ôóíêöèÿ ñòðîèòñÿ â âèäå
ñóïåðïîçèöèè îñòîâíûõ ôóíêöèé.  òàêîì ñëó÷àå êîýôôèöè
-
åíò ïîãëîùåíèÿ èç îñòîâíîãî ñîñòîÿíèÿ â íóëåâîì
92
îêàçûâàåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíîé
                      é (E g - hw) 3 2 ù
      e2 (w; E) ~ exp ê-g              ú,   hw < E g ,   (5.6)
                      êë      E        úû

ãäå g = 4 2m 3eh. Âûøå ïîðîãà ïîãëîùåíèÿ êîýôôèöèåíò ïîã-
ëîùåíèÿ îñöèëëèðóåò ñ ïåðèîäîì, óìåíüøàþùèìñÿ ñ ïàäåíè-
åì ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ E. Ýòè îñöèëëÿöèè ñâÿçàíû ñ îòðàæå-
íèåì ýëåêòðîíîâ è äûðîê îò áàðüåðà, ñîçäàâàåìîãî ýëåêòðè-
÷åñêèì ïîëåì. Ñòîèò îòìåòèòü ÷èñòî êâàíòîâóþ ïðèðîäó ýô-
ôåêòà Ôðàíöà-Êåëäûøà, ïîñêîëüêó â ïðåäåëå h ® 0 ïîãëîùå-
íèå èñ÷åçàåò.
     Îòìåòèì åùå ñâÿçàííîå ñ ýôôåêòîì Ôðàíöà-Êåëäûøà
ÿâëåíèå, çàêëþ÷àþùååñÿ âî âíóòðåííåé ýìèññèè ýëåêòðîíîâ â
ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå (ýôôåêò Çèíåðà) â îòñóòñòâèå âûñîêî÷àñ-
òîòíîãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ. Âåðîÿòíîñòü ïåðåõîäà ýëåê-
òðîíà èç îäíîé çîíû â äðóãóþ ïðîïîðöèîíàëüíà ýêñïîíåíöè-
àëüíîìó ìíîæèòåëþ (5.6), â êîòîðîì ïîëàãàåòñÿ w = 0.

5.4    Ïîãëîùåíèå ôîòîíîâ áîëüøîé ýíåðãèè
    Ïîãëîùåíèå ôîòîíîâ äîñòàòî÷íî áîëüøîé ýíåðãèè, ñîîò-
âåòñòâóþùåé ðåíòãåíîâñêîìó äèàïàçîíó ñïåêòðà, ïðèâîäèò ê
ïåðåõîäàì ýëåêòðîíà èç ãëóáîêèõ îñòîâíûõ çîí â çîíó ïðîâî-
äèìîñòè. Ïðîòÿæåííîñòü âîëíîâûõ ôóíêöèé èñõîäíîãî ñîñ-
òîÿíèÿ è êîíå÷íîãî ñîñòîÿíèÿ ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ äðóã
îò äðóãà. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî õàðàêòåðíûå ðàçìåðû îñòîâ-
íûõ ñîñòîÿíèé ïîðÿäêà èëè ìåíüøå áîðîâñêîãî ðàäèóñà äëÿ
àòîìà âîäîðîäà. Ïðè òàêèõ îáñòîÿòåëüñòâàõ íåò îñíîâàíèé
äëÿ ïðåäïîëîæåíèé î ïîñòîÿíñòâå ìàòðè÷íûõ ýëåìåíòîâ ïåðå-
õîäà.
    Â íóëåâîì ïðèáëèæåíèè âîëíîâàÿ ôóíêöèÿ ýëåêòðîíà â
çîíå ïðîâîäèìîñòè ñ ýíåðãèåé â äåñÿòêè è ñîòíè ýëåêòðîí-
âîëüò ìîæåò áûòü ðàññìîòðåíà â ïðèáëèæåíèè ñâîáîäíûõ
ýëåêòðîíîâ, è ïðè ýòîì îíà èìååò âèä
      y k = V - 1 2 e ikr .

Îñòîâíûå ñîñòîÿíèÿ ìîãóò áûòü ðàññìîòðåíû â ïðîòèâîïî-
ëîæíîì ïðèáëèæåíèè, òî åñòü â ïðèáëèæåíèè ñèëüíî ñâÿçàí-
íûõ ýëåêòðîíîâ, â êîòîðîì âîëíîâàÿ ôóíêöèÿ ñòðîèòñÿ â âèäå
ñóïåðïîçèöèè îñòîâíûõ ôóíêöèé.  òàêîì ñëó÷àå êîýôôèöè-
åíò ïîãëîùåíèÿ èç îñòîâíîãî ñîñòîÿíèÿ â íóëåâîì
                            92