Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть II. Вторичные процессы. Васильев А.Н - 198 стр.

UptoLike

ýëåê ò ðîí íî-äû ðî÷ íûõ ïàð â MgO áûëà îöå íå íà ðàâ íîé 19,5
ýÂ. Ïðè äà ëü íåé øåì ðî ñ òå ýíåð ãèè êâàí òîâ âîç áóæ äà þ ùå ãî
ñâå òà íà ÷è íà åò ñÿ ïîäú åì ôî òî ýìèñ ñèè, ïî ñêî ëü êó ïðî äóê òû
ðàñ ïà äà ïåð âè÷ íî ãî âîç áóæ äå íèÿ óæå îïÿòü ìî ãóò ïî êè äàòü
êðè ñ òàëë (èõ ýíåð ãèÿ ñòà íî âèò ñÿ âûøå ïî âåð õ íî ñò íî ãî áà ðü å -
ðà). Íà ýòîì ýòà ïå â ñïåê ò ðå âû ëå òåâ øèõ èç êðè ñ òàë ëà ýëåê ò -
ðî íîâ äîë æíû ïî ÿâ ëÿ òü ñÿ ìåä ëåí íûå ýëåê ò ðî íû. Òåì ñà ìûì
ôî òî ýìèñ ñèÿ äàåò öåí íóþ èí ôîð ìà öèþ äëÿ èí òåð ï ðå òà öèè
ýô ôåê òîâ ðàñ ñå ÿ íèÿ ýëåê ò ðî íîâ â òâåð äîì òåëå.
14.2 Ñðåä íÿÿ äëè íà ñâî áîä íî ãî ïðî áå ãà
âû ñî êî ý íåð ãå òè÷ íûõ ýëåê ò ðî íîâ
Ýô ôåê òû ðàñ ñå ÿ íèÿ íàè áî ëåå ÿðêî ïðî ÿâ ëÿ þò ñÿ â ýíåð -
ãå òè ÷å ñêîì ñïåê ò ðå âû ëå òà þ ùèõ ýëåê ò ðî íîâ. Âûøå óæå îò ìå -
÷à ëîñü, ÷òî ýòè ñïåê ò ðû íå ñóò â ñåáå èí ôîð ìà öèþ î ïëîò íî ñòè
ñî ñòî ÿ íèé ñâî áîä íûõ è çà ïîë íåí íûõ çîí. Íå óï ðó ãîå ðàñ ñå ÿ -
íèå ýëåê ò ðî íîâ òàê æå âíî ñèò âêëàä â ôîð ìè ðî âà íèå èç ìå ðÿ å -
ìî ãî ñïåê ò ðà ýíåð ãèé. Ëó÷ øå âñå ãî ýòî âèä íî â ñëó ÷àå âîç áóæ -
äå íèÿ èç óç êèõ îñ òîâ íûõ çîí.  ýòîì ñëó ÷àå ñòðóê òó ðà ïîë íî -
ñòüþ îïðå äå ëÿ åò ñÿ ýô ôåê òà ìè ðàñ ñå ÿ íèÿ.
Ðàñ ñå ÿ íèå íà ôî íî íàõ ïðè âî äèò ê óøè ðå íèþ ýëåê ò ðîí -
íîé ëè íèè â ñïåê ò ðå ýíåð ãèé. Ýòî ðàñ ñå ÿ íèå óøè ðÿ åò êàê íà -
÷à ëü íûå, òàê è êî íå÷ íûå ñî ñòî ÿ íèÿ. Ïî ñêî ëü êó îñ òîâ íûå
äûð êè äî ñòà òî÷ íî õî ðî øî ëî êà ëè çî âà íû, îíè ñè ëü íî âçàè ìî -
äåé ñò âó þò ñ ïî ëÿ ðè çà öè îí íû ìè ôî íî íà ìè. Òåì ñà ìûì óøè -
ðå íèå èìå åò ãà óñ ñî âó ôîð ìó è ñ ðî ñ òîì òåì ïå ðà òó ðû ðàñ òåò
êàê
T
1 2
.
Ïðî öåññ Îæå ïðè âî äèò ê ëî ðåí ò öå âó óøè ðå íèþ ëè íèè
èñ ïó ñêà íèÿ èç-çà êî íå÷ íî ãî âðå ìå íè æèç íè îñ òîâ íî ãî ñî ñòî ÿ -
íèÿ. Ýòî óøè ðå íèå îò íî ñè òå ëü íî ìàëî (ïî ðÿä êà èëè ìå íü øå 1
ýÂ) è âàæ íî äëÿ íå î÷åíü òÿ æå ëûõ àòî ìîâ. Øè ðè íà ãëó áî êèõ
îñ òîâ íûõ ñî ñòî ÿ íèé òÿ æå ëûõ àòî ìîâ îïðå äå ëÿ åò ñÿ èç ëó ÷à òå -
ëü íû ìè ïðî öåñ ñà ìè. Ïðî öåñ ñû Îæå ïðè âî äÿò íå òî ëü êî ê
óøè ðå íèþ ôîð ìû ëè íèè, íî è ê ïî ÿâ ëå íèþ Îæå-ýëåê ò ðî íîâ.
Èõ ýíåð ãèÿ âî ìíî ãèõ ñëó ÷à ÿõ çíà ÷è òå ëü íî îò ëè ÷à åò ñÿ îò
ýíåð ãèè ïåð âè÷ íûõ ýëåê ò ðî íîâ. Èñ ñëå äî âà íèå Îæå-ýëåê ò ðî -
íîâ ïðè âå ëî ê ðàç âè òèþ öå ëî ãî íà ïðàâ ëå íèÿ â ýëåê ò ðîí íîé
ñïåê òðî ñêî ïèè Îæå-ñïåê òðî ñêî ïèè. Ýòîé ìå òî äè êîé îáû÷ -
íî èñ ñëå äó þò ñÿ ãëó áî êèå îñ òîâ íûå óðîâ íè è ïå ðå õî äû ýëåê ò -
ðî íîâ íà íèõ èç âà ëåí ò íîé çîíû.
×åò êîå ðàç ëè ÷èå ìåæ äó ôî òî ýëåê òîí íîé ñïåê òðî ñêî ïèåé
è Îæå-ñïåê òðî ñêî ïèåé ìîæ íî ïðî âå ñ òè ëèøü â ðåíò ãå íîâ ñêîé
198
ýëåêòðîííî-äûðî÷íûõ ïàð â MgO áûëà îöåíåíà ðàâíîé 19,5
ýÂ. Ïðè äàëüíåéøåì ðîñòå ýíåðãèè êâàíòîâ âîçáóæäàþùåãî
ñâåòà íà÷èíàåòñÿ ïîäúåì ôîòîýìèññèè, ïîñêîëüêó ïðîäóêòû
ðàñïàäà ïåðâè÷íîãî âîçáóæäåíèÿ óæå îïÿòü ìîãóò ïîêèäàòü
êðèñòàëë (èõ ýíåðãèÿ ñòàíîâèòñÿ âûøå ïîâåðõíîñòíîãî áàðüå-
ðà). Íà ýòîì ýòàïå â ñïåêòðå âûëåòåâøèõ èç êðèñòàëëà ýëåêò-
ðîíîâ äîëæíû ïîÿâëÿòüñÿ ìåäëåííûå ýëåêòðîíû. Òåì ñàìûì
ôîòîýìèññèÿ äàåò öåííóþ èíôîðìàöèþ äëÿ èíòåðïðåòàöèè
ýôôåêòîâ ðàññåÿíèÿ ýëåêòðîíîâ â òâåðäîì òåëå.

14.2     Ñðåäíÿÿ äëèíà ñâîáîäíîãî ïðîáåãà
         âûñîêîýíåðãåòè÷íûõ ýëåêòðîíîâ
    Ýôôåêòû ðàññåÿíèÿ íàèáîëåå ÿðêî ïðîÿâëÿþòñÿ â ýíåð-
ãåòè÷åñêîì ñïåêòðå âûëåòàþùèõ ýëåêòðîíîâ. Âûøå óæå îòìå-
÷àëîñü, ÷òî ýòè ñïåêòðû íåñóò â ñåáå èíôîðìàöèþ î ïëîòíîñòè
ñîñòîÿíèé ñâîáîäíûõ è çàïîëíåííûõ çîí. Íåóïðóãîå ðàññåÿ-
íèå ýëåêòðîíîâ òàêæå âíîñèò âêëàä â ôîðìèðîâàíèå èçìåðÿå-
ìîãî ñïåêòðà ýíåðãèé. Ëó÷øå âñåãî ýòî âèäíî â ñëó÷àå âîçáóæ-
äåíèÿ èç óçêèõ îñòîâíûõ çîí.  ýòîì ñëó÷àå ñòðóêòóðà ïîëíî-
ñòüþ îïðåäåëÿåòñÿ ýôôåêòàìè ðàññåÿíèÿ.
    Ðàññåÿíèå íà ôîíîíàõ ïðèâîäèò ê óøèðåíèþ ýëåêòðîí-
íîé ëèíèè â ñïåêòðå ýíåðãèé. Ýòî ðàññåÿíèå óøèðÿåò êàê íà-
÷àëüíûå, òàê è êîíå÷íûå ñîñòîÿíèÿ. Ïîñêîëüêó îñòîâíûå
äûðêè äîñòàòî÷íî õîðîøî ëîêàëèçîâàíû, îíè ñèëüíî âçàèìî-
äåéñòâóþò ñ ïîëÿðèçàöèîííûìè ôîíîíàìè. Òåì ñàìûì óøè-
ðåíèå èìååò ãàóññîâó ôîðìó è ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû ðàñòåò
êàê T 1 2 .
    Ïðîöåññ Îæå ïðèâîäèò ê ëîðåíòöåâó óøèðåíèþ ëèíèè
èñïóñêàíèÿ èç-çà êîíå÷íîãî âðåìåíè æèçíè îñòîâíîãî ñîñòîÿ-
íèÿ. Ýòî óøèðåíèå îòíîñèòåëüíî ìàëî (ïîðÿäêà èëè ìåíüøå 1
ýÂ) è âàæíî äëÿ íå î÷åíü òÿæåëûõ àòîìîâ. Øèðèíà ãëóáîêèõ
îñòîâíûõ ñîñòîÿíèé òÿæåëûõ àòîìîâ îïðåäåëÿåòñÿ èçëó÷àòå-
ëüíûìè ïðîöåññàìè. Ïðîöåññû Îæå ïðèâîäÿò íå òîëüêî ê
óøèðåíèþ ôîðìû ëèíèè, íî è ê ïîÿâëåíèþ Îæå-ýëåêòðîíîâ.
Èõ ýíåðãèÿ âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ çíà÷èòåëüíî îòëè÷àåòñÿ îò
ýíåðãèè ïåðâè÷íûõ ýëåêòðîíîâ. Èññëåäîâàíèå Îæå-ýëåêòðî-
íîâ ïðèâåëî ê ðàçâèòèþ öåëîãî íàïðàâëåíèÿ â ýëåêòðîííîé
ñïåêòðîñêîïèè — Îæå-ñïåêòðîñêîïèè. Ýòîé ìåòîäèêîé îáû÷-
íî èññëåäóþòñÿ ãëóáîêèå îñòîâíûå óðîâíè è ïåðåõîäû ýëåêò-
ðîíîâ íà íèõ èç âàëåíòíîé çîíû.
    ×åòêîå ðàçëè÷èå ìåæäó ôîòîýëåêòîííîé ñïåêòðîñêîïèåé
è Îæå-ñïåêòðîñêîïèåé ìîæíî ïðîâåñòè ëèøü â ðåíòãåíîâñêîé
                            198