Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть II. Вторичные процессы. Васильев А.Н - 190 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

ëþ ìè íåñ öåí öèÿ ïðî èñ õî äèò â îñíîâ íîì èç òà êèõ ñî ñòî ÿ íèé.
Ïðè äà ëü íåé øåì óâå ëè ÷å íèè øè ðè íû ùåëè ìû ïå ðå õî äèì
îïÿòü ê ñëó ÷àþ êðîñ ñëþ ìè íåñ öåí öèè (§12), äëÿ êî òî ðî ãî â
êè íå òè ÷å ñêîì óðàâ íå íèè óæå íå ëü çÿ ïðå íå áðå ãàòü èç ëó ÷à òå -
ëü íû ìè ïðî öåñ ñà ìè, à äëÿ îïè ñà íèÿ ðå ëàê ñà öèè íà ôî íî íàõ
íå îá õî äè ìî èñ ïî ëü çî âàòü äðåé ôî âîå ïðè áëè æå íèå (3.15).
Òà êàÿ ëþ ìè íåñ öåí öèÿ èìå åò î÷åíü êî ðîò êîå âðåìÿ. Åñëè
ïðåä ïî ëà ãàòü èì ïó ëü ñíîå âîç áóæ äå íèå,
i t t( ) ~ ( )d
, ëþ ìè íåñ -
öåí öèÿ îêà çû âà åò ñÿ ñäâè íó òîé ïî âðå ìå íè ïî îò íî øå íèþ ê
âîç áóæ äå íèþ (ñì. (13.2)) íà âðåìÿ
Dt dE S E
e
E
E
E
»
¢ ¢
ò
( )
0
,
êî òî ðîå ïî ðÿä êà
10
12-
ñ. Øè ðè íà ðàñ ïðå äå ëå íèÿ ïî âðå ìå íè
èñ ïó ñêà íèÿ òà êèõ êâàí òîâ òîãî æå ïî ðÿä êà èëè ìå íü øå, êàê
ýòî îá ñóæ äà ëîñü äëÿ ñëó ÷àÿ èñ ïó ñêà íèÿ
LO -
ôî íî íîâ â ðàç -
äå ëå 3.2 (ïî ðÿä êà
D
LO
t
). Ïî ý òî ìó ãî ðÿ ÷àÿ ëþ ìè íåñ öåí öèÿ
ÿâ ëÿ åò ñÿ êðàé íå áû ñò ðîé. Êâàí òî âûé âû õîä ýòîé ëþ ìè íåñ -
öåí öèè òàê æå êðàé íå ìàë, è îíà ìî æåò íà áëþ äà òü ñÿ òî ëü êî
ïðè èí òåí ñèâ íîì âîç áóæ äå íèè (ñì., íà ïðè ìåð, [83]).
Òå æå ìàò ðè÷ íûå ýëå ìåí òû îïðå äå ëÿ þò ãî ðÿ ÷åå ïî ãëî ùå -
íèå, òî åñòü ïî ãëî ùå íèå íà ñâî áîä íûõ ýëåê ò ðî íàõ â çîíå ïðî -
âî äè ìî ñòè (èëè íà ñâî áîä íûõ äûð êàõ â âà ëåí ò íîé çîíå), êî -
òî ðûå áûëè ñî çäà íû â ýòèõ çî íàõ âî âðåìÿ ïðåä øå ñò âó þ ùå ãî
îá ëó ÷å íèÿ êðè ñ òàë ëà.  ñî îò âåò ñò âèè ñ (I.5.1) è (13.5) äî áàâ -
êà ê äè ý ëåê ò ðè ÷å ñêîé ïðî íè öà å ìî ñòè çà ñ÷åò ñâî áîä íûõ ýëåê -
ò ðî íîâ ðàâ íà
De w p w w
2
2
4
e ee
e e
t dE M E E g E f E t( , ) ( , ) ( ) ( , )= + +
ò
0
h h
,
è àíà ëî ãè÷ íîå âû ðà æå íèå ìî æåò áûòü çà ïè ñà íî äëÿ ñâî áîä -
íûõ äû ðîê. Â ýòîì ïî ãëî ùå íèè îñíîâ íóþ ðîëü èã ðà þò òåð ìà -
ëè çî âàí íûå ýëåê ò ðî íû (äûð êè). Òà êèì îá ðà çîì, âðå ìÿ ñó ùå -
ñò âî âà íèÿ òà êî ãî ïî ãëî ùå íèÿ ðàâ íî âðå ìå íè æèç íè òåð ìà ëè -
çî âàí íûõ ñî ñòî ÿ íèé. Ïî ñêî ëü êó äî áàâ êà ê äè ý ëåê ò ðè ÷å ñêîé
ïðî íè öà å ìî ñòè ìàëà, òà êîå íà âå äåí íîå ïî ãëî ùå íèå ìî æåò íà -
áëþ äà òü ñÿ òî ëü êî â îá ëà ñ òè ïðî çðà÷ íî ñòè êðè ñ òàë ëà â ñïå öè -
à ëü íîé ãåî ìåò ðèè ýê ñ ïå ðè ìåí òà ïîä èí òåí ñèâ íûì âîç áóæ äå -
íè åì [84]. Î÷å âèä íî, ÷òî ñïåêòð ãî ðÿ ÷åé ëþ ìè íåñ öåí öèè îò -
ëè ÷à åò ñÿ îò ñïåê ò ðà íå ðàâ íî âåñ íî ãî ïî ãëî ùå íèÿ. Òåì íå
190
ëþìèíåñöåíöèÿ ïðîèñõîäèò â îñíîâíîì èç òàêèõ ñîñòîÿíèé.
Ïðè äàëüíåéøåì óâåëè÷åíèè øèðèíû ùåëè ìû ïåðåõîäèì
îïÿòü ê ñëó÷àþ êðîññëþìèíåñöåíöèè (§12), äëÿ êîòîðîãî â
êèíåòè÷åñêîì óðàâíåíèè óæå íåëüçÿ ïðåíåáðåãàòü èçëó÷àòå-
ëüíûìè ïðîöåññàìè, à äëÿ îïèñàíèÿ ðåëàêñàöèè íà ôîíîíàõ
íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü äðåéôîâîå ïðèáëèæåíèå (3.15).
    Òàêàÿ ëþìèíåñöåíöèÿ èìååò î÷åíü êîðîòêîå âðåìÿ. Åñëè
ïðåäïîëàãàòü èìïóëüñíîå âîçáóæäåíèå, i(t) ~ d(t), ëþìèíåñ-
öåíöèÿ îêàçûâàåòñÿ ñäâèíóòîé ïî âðåìåíè ïî îòíîøåíèþ ê
âîçáóæäåíèþ (ñì. (13.2)) íà âðåìÿ
           E0
    Dt »   ò dE¢   S eE (E ¢) ,
           E

êîòîðîå ïîðÿäêà 10 -12 ñ. Øèðèíà ðàñïðåäåëåíèÿ ïî âðåìåíè
èñïóñêàíèÿ òàêèõ êâàíòîâ òîãî æå ïîðÿäêà èëè ìåíüøå, êàê
ýòî îáñóæäàëîñü äëÿ ñëó÷àÿ èñïóñêàíèÿ LO -ôîíîíîâ â ðàç-
äåëå 3.2 (ïîðÿäêà DtLO ). Ïîýòîìó ãîðÿ÷àÿ ëþìèíåñöåíöèÿ
ÿâëÿåòñÿ êðàéíå áûñòðîé. Êâàíòîâûé âûõîä ýòîé ëþìèíåñ-
öåíöèè òàêæå êðàéíå ìàë, è îíà ìîæåò íàáëþäàòüñÿ òîëüêî
ïðè èíòåíñèâíîì âîçáóæäåíèè (ñì., íàïðèìåð, [83]).
     Òå æå ìàòðè÷íûå ýëåìåíòû îïðåäåëÿþò ãîðÿ÷åå ïîãëîùå-
íèå, òî åñòü ïîãëîùåíèå íà ñâîáîäíûõ ýëåêòðîíàõ â çîíå ïðî-
âîäèìîñòè (èëè íà ñâîáîäíûõ äûðêàõ â âàëåíòíîé çîíå), êî-
òîðûå áûëè ñîçäàíû â ýòèõ çîíàõ âî âðåìÿ ïðåäøåñòâóþùåãî
îáëó÷åíèÿ êðèñòàëëà.  ñîîòâåòñòâèè ñ (I.5.1) è (13.5) äîáàâ-
êà ê äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè çà ñ÷åò ñâîáîäíûõ ýëåê-
òðîíîâ ðàâíà
    De2e (w, t) = 4p2 ò dE M0ee (E, E + hw) g e (E + hw) fe (E, t) ,

è àíàëîãè÷íîå âûðàæåíèå ìîæåò áûòü çàïèñàíî äëÿ ñâîáîä-
íûõ äûðîê. Â ýòîì ïîãëîùåíèè îñíîâíóþ ðîëü èãðàþò òåðìà-
ëèçîâàííûå ýëåêòðîíû (äûðêè). Òàêèì îáðàçîì, âðåìÿ ñóùå-
ñòâîâàíèÿ òàêîãî ïîãëîùåíèÿ ðàâíî âðåìåíè æèçíè òåðìàëè-
çîâàííûõ ñîñòîÿíèé. Ïîñêîëüêó äîáàâêà ê äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè ìàëà, òàêîå íàâåäåííîå ïîãëîùåíèå ìîæåò íà-
áëþäàòüñÿ òîëüêî â îáëàñòè ïðîçðà÷íîñòè êðèñòàëëà â ñïåöè-
àëüíîé ãåîìåòðèè ýêñïåðèìåíòà ïîä èíòåíñèâíûì âîçáóæäå-
íèåì [84]. Î÷åâèäíî, ÷òî ñïåêòð ãîðÿ÷åé ëþìèíåñöåíöèè îò-
ëè÷àåòñÿ îò ñïåêòðà íåðàâíîâåñíîãî ïîãëîùåíèÿ. Òåì íå
                                  190

Страницы