Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть I. Васильев А.Н - 95 стр.

UptoLike

îäèí-äâà ïîðÿäêà âûøå, ÷åì ïåðåõîäû ñ óìåíüøåíèåì
lll®
¢
=-1
. Áîëåå ïîäðîáíîå ðàññìîòðåíèå ýòèõ âîïðîñîâ
ïðèâîäèòñÿ â ëèòåðàòóðå ïî àòîìíîé ñïåêòðîñêîïèè (ñì.,
íàïðèìåð, [66–68]).
2. Ìàêñèìóì ðàäèàëüíîé ÷àñòè âîëíîâîé ôóíêöèè äëÿ ñîñòî
-
ÿíèé ñ
l ¹ 0
ñäâèãàåòñÿ èç òî÷êè
r = 0
èç-çà íàëè÷èÿ öåíòðî
-
áåæíîãî ïîòåíöèàëà
ll mr()+ 12
22
h
. Òåì ñàìûì ìàòðè÷íûé
ýëåìåíò ïåðåõîäà èç îñòîâíîãî ñîñòîÿíèÿ â ñîñòîÿíèÿ â
çîíå ïðîâîäèìîñòè ïðèîáðåòàåò ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå íå
íà ïîðîãå èîíèçàöèè, à ïðè áîëüøèõ ýíåðãèÿõ, äëÿ êîòî
-
ðûõ ðàäèàëüíàÿ ÷àñòü âîëíîâîé ôóíêöèè ñâîáîäíîãî ýëåê
-
òðîíà òàêæå èìååò ìàêñèìóì, ñäâèíóòûé èç íà÷àëà êîîð
-
äèíàò. Òåì ñàìûì ïîëîñà ïîãëîùåíèÿ ìîæåò èìåòü ìàêñè
-
ìóì, ñóùåñòâåííî ñäâèíóòûé îò ïîðîãà èîíèçàöèè
E
I
ýòîò ñäâèã ðàñòåò ñ ðîñòîì
l
.
3. Ñòðóêòóðà âîëíîâîé ôóíêöèè íà÷àëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ïðî-
ÿâëÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè ôîðìû ëèíèè ïîãëîùåíèÿ îò ãëàâ-
íîãî êâàíòîâîãî ÷èñëà
n
îñòîâíîãî óðîâíÿ. Ýòî ñâÿçàíî ñ
òåì, ÷òî ÷èñëî íóëåé â ðàäèàëüíîé ÷àñòè âîëíîâîé ôóíê-
öèè ðàñòåò ñ ðîñòîì
n
. Ìàòðè÷íûå ýëåìåíòû ïåðåõîäà èç
òàêèõ ñîñòîÿíèé â ñîñòîÿíèÿ íåïðåðûâíîãî ñïåêòðà èìåþò
íåìîíîòîííóþ çàâèñèìîñòü îò ýíåðãèè, ÷òî ïðèâîäèò ê âîç-
íèêíîâåíèþ ñòðóêòóðû â ïîëîñàõ ïîãëîùåíèÿ.
4. Ñäâèã ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ è îñöèëëÿöèè â ñïåêòðå ïîãëî-
ùåíèÿ âîçíèêàþò ïðè ýíåðãèÿõ ïîðÿäêà åäèíèö è äåñÿòêîâ
ýëåêòðîí-âîëüò íàä ïîðîãîì. Âñå ïðèâåäåííûå âûøå ýô-
ôåêòû (1–3) èìåþò àòîìíóþ ïðèðîäó. Â ýòîé æå îáëàñòè
ñïåêòðà ïðîÿâëÿþòñÿ è ýôôåêòû, ñâÿçàííûå ñî ñòðóêòóðîé
òâåðäîãî òåëà.  ÷àñòíîñòè, íàðóøàåòñÿ ïðèáëèæåíèå ñâî
-
áîäíûõ ýëåêòðîíîâ, èñïîëüçîâàâøååñÿ äëÿ îïèñàíèÿ êî
-
íå÷íîãî ñîñòîÿíèÿ.  òàêîì ðàñ÷åòå íåîáõîäèìî èñïîëüçî
-
âàòü ðåàëüíûå áëîõîâñêèå ôóíêöèè è ó÷èòûâàòü ìíîãîý
-
ëåêòðîííûå ýôôåêòû. Ýòà îáëàñòü ïîãëîùåíèÿ èñïîëüçó
-
åòñÿ â ìåòîäå XANES (X-ray Absorption Near Edge
Structure Ñòðóêòóðà ðåíòãåíîâñêîãî ïîãëîùåíèÿ âáëèçè
êðàÿ) äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðû âåùåñòâà ïóòåì ðàñ÷åòà
ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé â çîíå ïðîâîäèìîñòè è â îñòîâíîé
çîíå.
Àáñîëþòíûå çíà÷åíèÿ ìàêñèìóìà ïîãëîùåíèÿ ìîãóò áûòü
ãðóáî îöåíåíû ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðàâèë ñóìì (1.29). Åñëè
ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ïîãëîùåíèå íà÷èíàåòñÿ ïðè ýíåðãèÿõ,
ïðèáëèçèòåëüíî ðàâíûõ
E
I
, è ïðîòÿæåííîñòü îáëàñòè
94
   îäèí-äâà ïîðÿäêà âûøå, ÷åì ïåðåõîäû ñ óìåíüøåíèåì
   l ® l ¢ = l - 1. Áîëåå ïîäðîáíîå ðàññìîòðåíèå ýòèõ âîïðîñîâ
   ïðèâîäèòñÿ â ëèòåðàòóðå ïî àòîìíîé ñïåêòðîñêîïèè (ñì.,
   íàïðèìåð, [66–68]).
2. Ìàêñèìóì ðàäèàëüíîé ÷àñòè âîëíîâîé ôóíêöèè äëÿ ñîñòî-
   ÿíèé ñ l ¹ 0 ñäâèãàåòñÿ èç òî÷êè r = 0 èç-çà íàëè÷èÿ öåíòðî-
   áåæíîãî ïîòåíöèàëà l(l + 1)h2 2mr 2 . Òåì ñàìûì ìàòðè÷íûé
   ýëåìåíò ïåðåõîäà èç îñòîâíîãî ñîñòîÿíèÿ â ñîñòîÿíèÿ â
   çîíå ïðîâîäèìîñòè ïðèîáðåòàåò ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå íå
   íà ïîðîãå èîíèçàöèè, à ïðè áîëüøèõ ýíåðãèÿõ, äëÿ êîòî-
   ðûõ ðàäèàëüíàÿ ÷àñòü âîëíîâîé ôóíêöèè ñâîáîäíîãî ýëåê-
   òðîíà òàêæå èìååò ìàêñèìóì, ñäâèíóòûé èç íà÷àëà êîîð-
   äèíàò. Òåì ñàìûì ïîëîñà ïîãëîùåíèÿ ìîæåò èìåòü ìàêñè-
   ìóì, ñóùåñòâåííî ñäâèíóòûé îò ïîðîãà èîíèçàöèè E I , è
   ýòîò ñäâèã ðàñòåò ñ ðîñòîì l.
3. Ñòðóêòóðà âîëíîâîé ôóíêöèè íà÷àëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ïðî-
   ÿâëÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè ôîðìû ëèíèè ïîãëîùåíèÿ îò ãëàâ-
   íîãî êâàíòîâîãî ÷èñëà n îñòîâíîãî óðîâíÿ. Ýòî ñâÿçàíî ñ
   òåì, ÷òî ÷èñëî íóëåé â ðàäèàëüíîé ÷àñòè âîëíîâîé ôóíê-
   öèè ðàñòåò ñ ðîñòîì n. Ìàòðè÷íûå ýëåìåíòû ïåðåõîäà èç
   òàêèõ ñîñòîÿíèé â ñîñòîÿíèÿ íåïðåðûâíîãî ñïåêòðà èìåþò
   íåìîíîòîííóþ çàâèñèìîñòü îò ýíåðãèè, ÷òî ïðèâîäèò ê âîç-
   íèêíîâåíèþ ñòðóêòóðû â ïîëîñàõ ïîãëîùåíèÿ.
4. Ñäâèã ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ è îñöèëëÿöèè â ñïåêòðå ïîãëî-
   ùåíèÿ âîçíèêàþò ïðè ýíåðãèÿõ ïîðÿäêà åäèíèö è äåñÿòêîâ
   ýëåêòðîí-âîëüò íàä ïîðîãîì. Âñå ïðèâåäåííûå âûøå ýô-
   ôåêòû (1–3) èìåþò àòîìíóþ ïðèðîäó. Â ýòîé æå îáëàñòè
   ñïåêòðà ïðîÿâëÿþòñÿ è ýôôåêòû, ñâÿçàííûå ñî ñòðóêòóðîé
   òâåðäîãî òåëà.  ÷àñòíîñòè, íàðóøàåòñÿ ïðèáëèæåíèå ñâî-
   áîäíûõ ýëåêòðîíîâ, èñïîëüçîâàâøååñÿ äëÿ îïèñàíèÿ êî-
   íå÷íîãî ñîñòîÿíèÿ.  òàêîì ðàñ÷åòå íåîáõîäèìî èñïîëüçî-
   âàòü ðåàëüíûå áëîõîâñêèå ôóíêöèè è ó÷èòûâàòü ìíîãîý-
   ëåêòðîííûå ýôôåêòû. Ýòà îáëàñòü ïîãëîùåíèÿ èñïîëüçó-
   åòñÿ â ìåòîäå XANES (X-ray Absorption Near Edge
   Structure – Ñòðóêòóðà ðåíòãåíîâñêîãî ïîãëîùåíèÿ âáëèçè
   êðàÿ) äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðû âåùåñòâà ïóòåì ðàñ÷åòà
   ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé â çîíå ïðîâîäèìîñòè è â îñòîâíîé
   çîíå.
     Àáñîëþòíûå çíà÷åíèÿ ìàêñèìóìà ïîãëîùåíèÿ ìîãóò áûòü
ãðóáî îöåíåíû ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðàâèë ñóìì (1.29). Åñëè
ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ïîãëîùåíèå íà÷èíàåòñÿ ïðè ýíåðãèÿõ,
ïðèáëèçèòåëüíî ðàâíûõ E I , è ïðîòÿæåííîñòü îáëàñòè
                              94