Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть II. Вторичные процессы. Васильев А.Н - 178 стр.

UptoLike

h
b
s
s
y y s
=
-
ì
í
ï
î
ï
ü
ý
ï
þ
ï
-
+
c
c
B
A B
ph
E
E k T
W k T
S e
D
D
1
0
2 1 1
ln
( ) ( )
1
1
1
1
0
1
2
1
0
+
-
+
-
+
é
ë
ê
-
W
W
e
W k T
S
A
r
E
k T
A B
ph
B
s
s
s
s
s
s
D
G
G
( )
( )
( )
ê
ù
û
ú
ú
ì
í
ï
ï
î
ï
ï
ü
ý
ï
ï
þ
ï
ï
-
-
1
1
s
e
E
k T
B
D
, (12.9)
ãäå
G( )x
è
y( )x
ãàì ìà-ôóí ê öèÿ è åå ëî ãà ðèô ìè ÷å ñêàÿ ïðî -
èç âîä íàÿ. Äëÿ
s < 1
âû ñî êî òåì ïå ðà òóð íîå ïî âå äå íèå îïðå äå -
ëÿ åò ñÿ ÷ëå íîì ñ
exp( )-sDE k T
B
â çíà ìå íà òå ëå, à äëÿ
s > 1
÷ëåíîì ñ
exp( )-DE k T
B
.  ñëó ÷àå
s = 1
çíà ìå íà òåëü (12.9)
ïðè îá ðå òà åò âèä
1 3172
0 0
+ -
æ
è
ç
ç
ö
ø
÷
÷
é
ë
ê
ê
ù
û
-
W
W
e E k T
W k T
S
A
r
E
k T
B
A B
ph
B
D
D ln .
ú
ú
.
Íà ðèñ. 44 ïî êà çà íà òåì ïå ðà òóð íàÿ çà âè ñè ìîñòü âû õî äà
êðîñ ñëþ ìè íåñ öåí öèè äëÿ ðàç ëè÷ íûõ
s
, îò íî øå íèé
W W
A r
0
è
ñêî ðî ñòåé òåð ìè ÷å ñêîé ðå ëàê ñà öèè
S
ph
.
Òåð ìè ÷å ñêîå òó øå íèå êðîñ ñëþ ìè íåñ öåí öèè ñâÿ çà íî ñ
äâó ìÿ ôàê òî ðà ìè. Ïåð âûé òåð ìî àê òè âè ðî âàí íîå òó øå íèå,
îïè ñû âà å ìîå ýê ñ ïî íåí òà ìè â çíà ìå íà òå ëå (12.9). Ýòîò ïðî -
öåññ ñâÿ çàí ñ òåð ìî àê òè âè ðî âàí íûì ïå ðå õî äîì äûð êè íà òà -
êèå ýíåð ãå òè ÷å ñêèå óðîâ íè â îñ òîâ íîé çîíå, äëÿ êî òî ðûõ âå -
ðî ÿò íîñòü Îæå-ðàñ ïà äà äî âî ëü íî âû ñî êà; ýíåð ãèÿ àê òè âà öèè
ðàâ íà
DE
äëÿ
s > 1
èëè
sDE
äëÿ
s < 1
. Ñ ýòè ì òó øå íè åì ñâÿ çà -
íî ðåç êîå ïà äå íèå êâàí òî âî ãî âû õî äà ïðè âû ñî êèõ òåì ïå ðà òó -
ðàõ, ïðî ÿâ ëÿ þ ùå å ñÿ íà ðèñ. 44.
Âòî ðîé ôàê òîð óìå íü øå íèå ñ ðî ñ òîì òåì ïå ðà òó ðû ÷èñ -
ëà äû ðîê, êî òî ðûå ìî ãóò óáå æàòü èç Îæå-àê òèâ íîé îá ëà ñ òè
âî âðåìÿ ïåð âè÷ íîé òåð ìà ëè çà öèè. Óìå íü øå íèå ÷èñ ëè òå ëÿ
(12.9) ñ ðî ñ òîì
k T
B
è îïè ñû âà åò ýòîò ïðî öåññ. ×èñ ëè òåëü ïðî -
ïîð öè î íà ëåí ðàñ ñòî ÿ íèþ ìåæ äó ïî òîë êîì îñ òîâ íîé çîíû è
ãðà íè öåé
E T
A ph-
( )
(12.7), íà êî òî ðîé ñðàâ íè âà þò ñÿ âå ðî ÿò -
íî ñòè Îæå-ïðî öåñ ñà è èñ ïó ñêà íèÿ ôîíîíîâ. Ýòà êîí êó ðåí öèÿ
äâóõ ïðîöåññîâ îïðå äå ëÿ åò íà êëîí êâàí òî âî ãî âû õî äà ïðè
íèç êèõ è óìå ðåí íûõ òåì ïå ðà òó ðàõ. Ñ ðî ñ òîì òåì ïå ðà òó ðû
Îæå-àê òèâ íàÿ îá ëàñòü ðàñ øè ðÿ åò ñÿ çà ñ÷åò óð áà õî ïî äîá íî ãî
ïî âå äå íèÿ âå ðî ÿò íî ñòè Îæå-ïðî öåñ ñà
W E
A
( )
. Èç ðèñ. 44
178
           bc    ìï                   WA0 k B T           üï
                               -1
                  í DE - k B Ts ln 2                       ý
          DE c
                  îï              s S ph e y(1) + y(1 s) þï
h=                                                                   , (12.9)
            ì - sDE                           1
                                                -1     DE      ü
          0 ï
        W A ï e kB T   G(1 - 1s) éWA0 k B T ù s      -
                                                       kB T
                                                               ïï
     1+     í        +             ê        ú      e            ý
        Wr ï (1 - s) s2 G(1 + 1 ) êë sS ph úû                   ï
                                s
            ïî                                                  ïþ

ãäå G(x) è y(x) — ãàììà-ôóíêöèÿ è åå ëîãàðèôìè÷åñêàÿ ïðî-
èçâîäíàÿ. Äëÿ s < 1 âûñîêîòåìïåðàòóðíîå ïîâåäåíèå îïðåäå-
ëÿåòñÿ ÷ëåíîì ñ exp(- sDE k B T) â çíàìåíàòåëå, à äëÿ s > 1 —
÷ëåíîì ñ exp(- DE k B T).  ñëó÷àå s = 1 çíàìåíàòåëü (12.9)
ïðèîáðåòàåò âèä
                   DE
        W0 -      é             æ      WA0 k B T ö÷ù
     1 + A e kB T êDE - k B T lnç 3172
                                   .               ú.
        Wr        êë            ç       S ph ÷øú
                                è                  û
    Íà ðèñ. 44 ïîêàçàíà òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü âûõîäà
êðîññëþìèíåñöåíöèè äëÿ ðàçëè÷íûõ s, îòíîøåíèé WA0 Wr è
ñêîðîñòåé òåðìè÷åñêîé ðåëàêñàöèè S ph .
    Òåðìè÷åñêîå òóøåíèå êðîññëþìèíåñöåíöèè ñâÿçàíî ñ
äâóìÿ ôàêòîðàìè. Ïåðâûé — òåðìîàêòèâèðîâàííîå òóøåíèå,
îïèñûâàåìîå ýêñïîíåíòàìè â çíàìåíàòåëå (12.9). Ýòîò ïðî-
öåññ ñâÿçàí ñ òåðìîàêòèâèðîâàííûì ïåðåõîäîì äûðêè íà òà-
êèå ýíåðãåòè÷åñêèå óðîâíè â îñòîâíîé çîíå, äëÿ êîòîðûõ âå-
ðîÿòíîñòü Îæå-ðàñïàäà äîâîëüíî âûñîêà; ýíåðãèÿ àêòèâàöèè
ðàâíà DE äëÿ s > 1 èëè sDE äëÿ s < 1. Ñ ýòèì òóøåíèåì ñâÿçà-
íî ðåçêîå ïàäåíèå êâàíòîâîãî âûõîäà ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòó-
ðàõ, ïðîÿâëÿþùååñÿ íà ðèñ. 44.
    Âòîðîé ôàêòîð — óìåíüøåíèå ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû ÷èñ-
ëà äûðîê, êîòîðûå ìîãóò óáåæàòü èç Îæå-àêòèâíîé îáëàñòè
âî âðåìÿ ïåðâè÷íîé òåðìàëèçàöèè. Óìåíüøåíèå ÷èñëèòåëÿ
(12.9) ñ ðîñòîì k B T è îïèñûâàåò ýòîò ïðîöåññ. ×èñëèòåëü ïðî-
ïîðöèîíàëåí ðàññòîÿíèþ ìåæäó ïîòîëêîì îñòîâíîé çîíû è
ãðàíèöåé E A - ph (T) (12.7), íà êîòîðîé ñðàâíèâàþòñÿ âåðîÿò-
íîñòè Îæå-ïðîöåññà è èñïóñêàíèÿ ôîíîíîâ. Ýòà êîíêóðåíöèÿ
äâóõ ïðîöåññîâ îïðåäåëÿåò íàêëîí êâàíòîâîãî âûõîäà ïðè
íèçêèõ è óìåðåííûõ òåìïåðàòóðàõ. Ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû
Îæå-àêòèâíàÿ îáëàñòü ðàñøèðÿåòñÿ çà ñ÷åò óðáàõîïîäîáíîãî
ïîâåäåíèÿ âåðîÿòíîñòè Îæå-ïðîöåññà WA (E). Èç ðèñ. 44

                                    178