Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть I. Васильев А.Н - 99 стр.

UptoLike

çàâèñèò è ñîäåðæèò èíôîðìàöèþ î íåóïîðÿäî÷åííîñòè ñèñòå
-
ìû ïîëåçíà äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñòåêîë è äðóãèõ ñèñòåì ñ íà
-
ðóøåíèÿìè áëèæíåãî ïîðÿäêà). Òàêîãî ðîäà ðàñïðåäåëåíèÿ
ïðèâîäÿò ê âîçíèêíîâåíèþ ôàêòîðà Äåáàÿ-Óîëëåðà
exp( )-2
22
s
j
k
.
Äîïîëíèòåëüíûå óñëîæíåíèÿ â ôîðìóëó (5.10) âíîñèò
ó÷åò íà÷àëüíîãî ñîñòîÿíèÿ äûðêè íà àòîìå
A
, ÷òî ïðèâîäèò
ê ïîÿâëåíèþ äîïîëíèòåëüíîãî ñäâèãà ôàç â àðãóìåíòàõ ñèíó
-
ñîâîëååäåòàëüíîåðàññìîòðåíèåôîðìèðîâàíèÿ
EXAFS-ñèãíàëà ó÷èòûâàåò ìíîãîêðàòíîå ðàññåÿíèå ýëåêòðî
-
íà ñèñòåìîé îêðóæàþùèõ àòîìîâ, îäíàêî ïðè ýòîì ñëîæíîñòü
ðàñ÷åòîâ ñïåêòðîâ ïîäíèìàåòñÿ äî óðîâíÿ ðàñ÷åòîâ çîííûõ
ñòðóêòóð. Ìíîãîêðàòíîå ðàññåÿíèå íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü â
ïåðåõîäíîé îáëàñòè ìåæäó îáëàñòÿìè EXAFS è XANES.
Ñ ïîìîùüþ ìåòîäà EXAFS ìîæíî îöåíèâàòü ðàññòîÿíèÿ
ìåæäó àòîìîì
A
è îêðóæàþùèìè åãî àòîìàìè. Äëÿ ýòîãî ïðî-
âîäÿò ïðåîáðàçîâàíèå Ôóðüå ïî ïåðåìåííîé
k
äîáàâêè ê àòîì-
íîìó ñïåêòðó ïîãëîùåíèÿ, óìíîæåííîé íà
k
. Ïîëîæåíèÿ ïè-
êîâ ýòîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ñîîòâåòñòâóþò ðàññòîÿíèÿì äî ðàç-
ëè÷íûõ êîîðäèíàöèîííûõ ñôåð, à èíòåíñèâíîñòü ýòèõ ïèêîâ
ïðîïîðöèîíàëüíà ÷èñëó àòîìîâ â äàííîé ñôåðå.  ñâÿçè ñ òà-
êîé ïðîñòîé èíòåðïðåòàöèåé ðåçóëüòàòîâ ìåòîä EXAFS êàê
ìåòîä ñòðóêòóðíîãî àíàëèçà ïîëó÷èë øèðîêîå ðàñïðîñòðàíå-
íèå, îñîáåííî ñ ïðèìåíåíèåì ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ ñ
íåïðåðûâíûì ðåíòãåíîâñêèì ñïåêòðîì.
Êàê ýòî ñëåäóåò èç ïðåäûäóùåãî àíàëèçà, ìåòîä EXAFS
äàåò èíôîðìàöèþ î çàâèñèìîñòè âîëíîâûõ ôóíêöèé îò ýíåð
-
ãèè âûñîêî â çîíå ïðîâîäèìîñòè è î åå ëîêàëüíîé ñòðóêòóðå
âáëèçè âîçáóæäåííîãî àòîìà. Èññëåäóÿ ïîãëîùåíèå ñ îñòîâ
-
íûõ ñîñòîÿíèé äðóãèõ àòîìîâ, ìîæíî ïîëó÷èòü èíôîðìàöèþ
î ñòðóêòóðå òîé æå ôóíêöèè â îêðåñòíîñòÿõ äðóãèõ àòîìîâ,
êîòîðûå íàõîäÿòñÿ è â äðóãîì îêðóæåíèè.
Ïîñêîëüêó ïîãëîùåíèå ñèëüíî âëèÿåò íà âñå âòîðè÷íûå
ïðîöåññû, áûë ðàçðàáîòàí ðÿä ìåòîäîâ (èçìåðåíèå ôëþîðåñ
-
öåíöèè, ôîòîïðîâîäèìîñòè è ôîòîàêóñòè÷åñêîãî ýôôåêòà) ïî
àëüòåðíàòèâíûì ñïîñîáàì ïîëó÷åíèÿ EXAFS-èíôîðìàöèè.
Ïðèìåð ëþìèíåñöåíòíîãî ìåòîäà EXAFS ïðèâåäåí â
÷åòâåðòîé ãëàâå ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ.
98
çàâèñèò è ñîäåðæèò èíôîðìàöèþ î íåóïîðÿäî÷åííîñòè ñèñòå-
ìû (è ïîëåçíà äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñòåêîë è äðóãèõ ñèñòåì ñ íà-
ðóøåíèÿìè áëèæíåãî ïîðÿäêà). Òàêîãî ðîäà ðàñïðåäåëåíèÿ
ïðèâîäÿò ê âîçíèêíîâåíèþ ôàêòîðà Äåáàÿ-Óîëëåðà
exp(-2s2j k 2 ).
    Äîïîëíèòåëüíûå óñëîæíåíèÿ â ôîðìóëó (5.10) âíîñèò
ó÷åò íà÷àëüíîãî ñîñòîÿíèÿ — äûðêè íà àòîìå A, ÷òî ïðèâîäèò
ê ïîÿâëåíèþ äîïîëíèòåëüíîãî ñäâèãà ôàç â àðãóìåíòàõ ñèíó-
ñîâ. Áîëåå äåòàëüíîå ðàññìîòðåíèå ôîðìèðîâàíèÿ
EXAFS-ñèãíàëà ó÷èòûâàåò ìíîãîêðàòíîå ðàññåÿíèå ýëåêòðî-
íà ñèñòåìîé îêðóæàþùèõ àòîìîâ, îäíàêî ïðè ýòîì ñëîæíîñòü
ðàñ÷åòîâ ñïåêòðîâ ïîäíèìàåòñÿ äî óðîâíÿ ðàñ÷åòîâ çîííûõ
ñòðóêòóð. Ìíîãîêðàòíîå ðàññåÿíèå íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü â
ïåðåõîäíîé îáëàñòè ìåæäó îáëàñòÿìè EXAFS è XANES.
    Ñ ïîìîùüþ ìåòîäà EXAFS ìîæíî îöåíèâàòü ðàññòîÿíèÿ
ìåæäó àòîìîì A è îêðóæàþùèìè åãî àòîìàìè. Äëÿ ýòîãî ïðî-
âîäÿò ïðåîáðàçîâàíèå Ôóðüå ïî ïåðåìåííîé k äîáàâêè ê àòîì-
íîìó ñïåêòðó ïîãëîùåíèÿ, óìíîæåííîé íà k. Ïîëîæåíèÿ ïè-
êîâ ýòîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ñîîòâåòñòâóþò ðàññòîÿíèÿì äî ðàç-
ëè÷íûõ êîîðäèíàöèîííûõ ñôåð, à èíòåíñèâíîñòü ýòèõ ïèêîâ
ïðîïîðöèîíàëüíà ÷èñëó àòîìîâ â äàííîé ñôåðå.  ñâÿçè ñ òà-
êîé ïðîñòîé èíòåðïðåòàöèåé ðåçóëüòàòîâ ìåòîä EXAFS êàê
ìåòîä ñòðóêòóðíîãî àíàëèçà ïîëó÷èë øèðîêîå ðàñïðîñòðàíå-
íèå, îñîáåííî ñ ïðèìåíåíèåì ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ ñ
íåïðåðûâíûì ðåíòãåíîâñêèì ñïåêòðîì.
    Êàê ýòî ñëåäóåò èç ïðåäûäóùåãî àíàëèçà, ìåòîä EXAFS
äàåò èíôîðìàöèþ î çàâèñèìîñòè âîëíîâûõ ôóíêöèé îò ýíåð-
ãèè âûñîêî â çîíå ïðîâîäèìîñòè è î åå ëîêàëüíîé ñòðóêòóðå
âáëèçè âîçáóæäåííîãî àòîìà. Èññëåäóÿ ïîãëîùåíèå ñ îñòîâ-
íûõ ñîñòîÿíèé äðóãèõ àòîìîâ, ìîæíî ïîëó÷èòü èíôîðìàöèþ
î ñòðóêòóðå òîé æå ôóíêöèè â îêðåñòíîñòÿõ äðóãèõ àòîìîâ,
êîòîðûå íàõîäÿòñÿ è â äðóãîì îêðóæåíèè.
    Ïîñêîëüêó ïîãëîùåíèå ñèëüíî âëèÿåò íà âñå âòîðè÷íûå
ïðîöåññû, áûë ðàçðàáîòàí ðÿä ìåòîäîâ (èçìåðåíèå ôëþîðåñ-
öåíöèè, ôîòîïðîâîäèìîñòè è ôîòîàêóñòè÷åñêîãî ýôôåêòà) ïî
àëüòåðíàòèâíûì ñïîñîáàì ïîëó÷åíèÿ EXAFS-èíôîðìàöèè.
Ïðèìåð ëþìèíåñöåíòíîãî ìåòîäà EXAFS ïðèâåäåí â
÷åòâåðòîé ãëàâå ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ.




                            98