Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть II. Вторичные процессы. Васильев А.Н - 170 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

ðàç ðó øà åò ñÿ ÷å ðåç ýëåê ò ðîí íî-äû ðî÷ íûé êà íàë, è â îñ òîâ íîé
çîíå íå îñòà åò ñÿ íè êà êîé äûð êè.
Âîç áóæ äåí íûå ñî ñòî ÿ íèÿ îñ òîâ íî ãî ýê ñè òî íà ìî ãóò áûòü
èîíè çî âàí íû ìè. Åñëè íèç êî ýíåð ãå òè÷ íûé ýëåê ò ðîí óáå ãà åò
îò îñ òîâ íîé äûð êè, ìî æåò âîç íè êàòü ÊË. Ïî ñêî ëü êó âå ðî ÿò -
íîñòü «óáå ãà íèÿ» âîç ðà ñ òà åò ñ ðî ñ òîì ýíåð ãèè ýëåê ò ðî íà,
êâàí òî âûé âû õîä ÊË òàê æå ðàñ òåò ñ ðî ñ òîì ýíåð ãèè âîç áóæ -
äà þ ùå ãî ôî òî íà. Òà êîå ïî âå äå íèå êâàí òî âî ãî âû õî äà ïî äîá -
íî «ðå êîì áè íà öè îí íî ìó» êà íà ëó, êî òî ðûé îá ñóæ äàë ñÿ â §10.
Îáúÿñíåíèå ñïåêòðà ñâå÷åíèÿ êðîññëþìèíåñöåíöèè íå
ÿâëÿåòñÿ ïðîñòîé çàäà÷åé. Ïðè âîçíèêíîâåíèè îñòîâíîé
äûðêè âîçíèêàåò äåôîðìàöèÿ ðåøåòêè âîêðóã ýòîé äûðêè, è
ýòà äåôîðìàöèÿ âîçäåéñòâóåò â òîì ÷èñëå è íà ñîñòîÿíèÿ
âàëåíòíîé çîíû. Íà ýòîò ýôôåêò îáðàòèëè âíèìàíèå Êîòàíè è
Òîÿäçàâà [71]. Ïðîáëåìû, ñâÿçàííûå ñ ôîðìèðîâàíèåì
ñïåêòðà ñâå÷åíèÿ, îáñóæäàëèñü â ðàáîòàõ [72-74].
12.2 Êèíåòè÷åñêîå óðàâíåíèå äëÿ îñòîâíûõ äûðîê
Çäåñü ìû ïðè âå äåì îïè ñà íèå ÿâ ëå íèÿ êðîñ ñëþ ìè íåñ öåí -
öèè íà îñíî âà íèè îá ùå ãî êè íå òè ÷å ñêî ãî óðàâ íå íèÿ, îïè ñû âà -
þ ùå ãî âçàè ìî äåé ñò âèå ìåæ äó Ý ñ ó÷å òîì äè ý ëåê ò ðè ÷å ñêîé
ïðî íè öà å ìî ñòè êðè ñ òàë ëà [75] . Ýòîò ïîä õîä áó äåò ïðè ìå íåí ê
îïè ñà íèþ òåì ïå ðà òóð íîé çà âè ñè ìî ñòè ÊË. Äëÿ
BaF
2
, CsF è
ðÿäà äðó ãèõ êðè ñ òàë ëîâ òåì ïå ðà òóð íî ãî òó øå íèÿ íå íà áëþ äà -
åò ñÿ äî äî ñòà òî÷ íî âû ñî êèõ òåì ïå ðà òóð, â òî âðåìÿ êàê äëÿ íå -
êî òî ðûõ äðó ãèõ êðè ñ òàë ëîâ, â ÷à ñò íî ñòè, CsBr, ìî íî òîí íîå
óìå íü øå íèå èí òåí ñèâ íî ñòè îá íà ðó æå íî â øè ðî êîé òåì ïå ðà -
òóð íîé îá ëà ñ òè. Çà ìå òèì, ÷òî òó øå íèå îò ëè ÷à åò ñÿ îò ÷èñ òî
òåð ìî àê òè âà öè îí íî ãî, îïè ñû âà å ìî ãî ôîð ìó ëîé Ìîò òà.
Ðàñ ñìîò ðèì çîí íóþ ñõå ìó äè ý ëåê ò ðè êà, îñ òîâ íàÿ çîíà
êî òî ðî ãî ðàñ ïî ëî æå íà âáëè çè îò âà ëåí ò íîé çîíû (ðèñ. 43).
Åñëè ýíåð ãå òè ÷å ñêàÿ ðàç íè öà ìåæ äó ïî òîë êà ìè ýòèõ äâóõ
çîí
E
c1
è
E
v1
ìå íü øå, ÷åì çà ïðå ùåí íàÿ çîíà
E
g
, ó âîç áóæ äå -
íèé (äû ðîê) íà ïî òîë êå îñ òîâ íîé çîíû èìå åò ñÿ òî ëü êî îäèí
ïóòü ðå ëàê ñà öèè — èç ëó ÷à òå ëü íàÿ ðå êîì áè íà öèÿ ñ ýëåê ò ðî -
íîì èç âà ëåí ò íîé çîíû. Âå ðî ÿò íîñòü òà êî ãî èç ëó ÷à òå ëü íî ãî
ïðî öåñ ñà
W
r
ïî ðÿä êà
10
9 1
ñ
-
è ñëà áî çà âè ñèò îò ýíåð ãèè äûð -
êè (ðèñ. 43á). Ñ ïî íè æå íè åì ýíåð ãèè îñ òîâ íîé äûð êè (íèæå
ïóí ê òèð íîé ëè íèè â îñ òîâ íîé çîíå, ñî îò âåò ñò âó þ ùåé ýíåð ãèè
E E
v g1
+
) ïî ÿâ ëÿ åò ñÿ âîç ìîæ íîñòü Îæå-ïðî öåñ ñîâ ñ ñî çäà íè -
åì äî ïîë íè òå ëü íî ãî ýëåê ò ðîí íî ãî âîç áóæ äå íèÿ (íà ïðè ìåð,
ýëåê ò ðîí íî-äû ðî÷ íîé ïàðû). Âå ðî ÿò íîñòü ïîë íî ñòüþ
170
ðàçðóøàåòñÿ ÷åðåç ýëåêòðîííî-äûðî÷íûé êàíàë, è â îñòîâíîé
çîíå íå îñòàåòñÿ íèêàêîé äûðêè.
    Âîçáóæäåííûå ñîñòîÿíèÿ îñòîâíîãî ýêñèòîíà ìîãóò áûòü
èîíèçîâàííûìè. Åñëè íèçêîýíåðãåòè÷íûé ýëåêòðîí óáåãàåò
îò îñòîâíîé äûðêè, ìîæåò âîçíèêàòü ÊË. Ïîñêîëüêó âåðîÿò-
íîñòü «óáåãàíèÿ» âîçðàñòàåò ñ ðîñòîì ýíåðãèè ýëåêòðîíà,
êâàíòîâûé âûõîä ÊË òàêæå ðàñòåò ñ ðîñòîì ýíåðãèè âîçáóæ-
äàþùåãî ôîòîíà. Òàêîå ïîâåäåíèå êâàíòîâîãî âûõîäà ïîäîá-
íî «ðåêîìáèíàöèîííîìó» êàíàëó, êîòîðûé îáñóæäàëñÿ â §10.
    Îáúÿñíåíèå ñïåêòðà ñâå÷åíèÿ êðîññëþìèíåñöåíöèè íå
ÿâëÿåòñÿ ïðîñòîé çàäà÷åé. Ïðè âîçíèêíîâåíèè îñòîâíîé
äûðêè âîçíèêàåò äåôîðìàöèÿ ðåøåòêè âîêðóã ýòîé äûðêè, è
ýòà äåôîðìàöèÿ âîçäåéñòâóåò â òîì ÷èñëå è íà ñîñòîÿíèÿ
âàëåíòíîé çîíû. Íà ýòîò ýôôåêò îáðàòèëè âíèìàíèå Êîòàíè è
Òîÿäçàâà [71]. Ïðîáëåìû, ñâÿçàííûå ñ ôîðìèðîâàíèåì
ñïåêòðà ñâå÷åíèÿ, îáñóæäàëèñü â ðàáîòàõ [72-74].

12.2    Êèíåòè÷åñêîå óðàâíåíèå äëÿ îñòîâíûõ äûðîê
    Çäåñü ìû ïðèâåäåì îïèñàíèå ÿâëåíèÿ êðîññëþìèíåñöåí-
öèè íà îñíîâàíèè îáùåãî êèíåòè÷åñêîãî óðàâíåíèÿ, îïèñûâà-
þùåãî âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó Ý ñ ó÷åòîì äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè êðèñòàëëà [75]. Ýòîò ïîäõîä áóäåò ïðèìåíåí ê
îïèñàíèþ òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ÊË. Äëÿ BaF2 , CsF è
ðÿäà äðóãèõ êðèñòàëëîâ òåìïåðàòóðíîãî òóøåíèÿ íå íàáëþäà-
åòñÿ äî äîñòàòî÷íî âûñîêèõ òåìïåðàòóð, â òî âðåìÿ êàê äëÿ íå-
êîòîðûõ äðóãèõ êðèñòàëëîâ, â ÷àñòíîñòè, CsBr, ìîíîòîííîå
óìåíüøåíèå èíòåíñèâíîñòè îáíàðóæåíî â øèðîêîé òåìïåðà-
òóðíîé îáëàñòè. Çàìåòèì, ÷òî òóøåíèå îòëè÷àåòñÿ îò ÷èñòî
òåðìîàêòèâàöèîííîãî, îïèñûâàåìîãî ôîðìóëîé Ìîòòà.
    Ðàññìîòðèì çîííóþ ñõåìó äèýëåêòðèêà, îñòîâíàÿ çîíà
êîòîðîãî ðàñïîëîæåíà âáëèçè îò âàëåíòíîé çîíû (ðèñ. 43).
    Åñëè ýíåðãåòè÷åñêàÿ ðàçíèöà ìåæäó ïîòîëêàìè ýòèõ äâóõ
çîí E c1 è Ev1 ìåíüøå, ÷åì çàïðåùåííàÿ çîíà E g , ó âîçáóæäå-
íèé (äûðîê) íà ïîòîëêå îñòîâíîé çîíû èìååòñÿ òîëüêî îäèí
ïóòü ðåëàêñàöèè — èçëó÷àòåëüíàÿ ðåêîìáèíàöèÿ ñ ýëåêòðî-
íîì èç âàëåíòíîé çîíû. Âåðîÿòíîñòü òàêîãî èçëó÷àòåëüíîãî
ïðîöåññà Wr ïîðÿäêà 10 9 ñ -1 è ñëàáî çàâèñèò îò ýíåðãèè äûð-
êè (ðèñ. 43á). Ñ ïîíèæåíèåì ýíåðãèè îñòîâíîé äûðêè (íèæå
ïóíêòèðíîé ëèíèè â îñòîâíîé çîíå, ñîîòâåòñòâóþùåé ýíåðãèè
Ev1 + E g ) ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü Îæå-ïðîöåññîâ ñ ñîçäàíè-
åì äîïîëíèòåëüíîãî ýëåêòðîííîãî âîçáóæäåíèÿ (íàïðèìåð,
ýëåê ò ðîí íî-äû ðî÷ íîé ïàðû). Âå ðî ÿò íîñòü ïîë íî ñòüþ
                             170

Страницы