Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть II. Вторичные процессы. Васильев А.Н - 211 стр.

UptoLike

äî ñòà òî÷ íî õî ðî øî èçî ëè ðî âà íû äðóã îò äðó ãà (ïðè ýòîì ðàñ -
ñòî ÿ íèÿ ìåæ äó íèìè áî ëü øå èõ òè ïè÷ íî ãî ðàç ìå ðà), òàê è ïå -
ðå êðû âà òü ñÿ, ÷òî ïî ëó ÷à åò ñÿ â ñëó ÷àå âîç áóæ äå íèÿ òÿ æå ëû ìè
èîíà ìè, êî òî ðûå ñî çäà þò ïðå è ìó ùå ñò âåí íî îò íî ñè òå ëü íî
íèç êî ýíåð ãå òè÷ íûå âòî ðè÷ íûå ÝÂ. Äëÿ îöåí êè òà êèõ ïðî -
ñòðàí ñò âåí íûõ ðàñ ïðå äå ëå íèé ïî ëåç íî èñ ïî ëü çî âàòü ìå òîä
Ìîí òå-Êàð ëî [58].
Ñëå äó þ ùèé ýòàï ýâî ëþ öèè âîç áóæ äåí íîé îá ëà ñ òè ñî ñòî -
èò â òåð ìà ëè çà öèè ÝÂ, êî òî ðàÿ õà ðàê òå ðè çó åò ñÿ âðå ìå íà ìè
ïî ðÿä êà
10
12-
ñ è ðàñ ñòî ÿ íè ÿ ìè îò 1 äî 5 íì [23, 32, 35, 58,
102, 103]. Ýíåð ãèÿ ïî ðÿä êà
E E E
eh
g g
- ¸~ ( , )0 5 2
íà îäíî
âîç áóæ äå íèå âû ñâî áîæ äà åò ñÿ â âèäå ôî íî íîâ. Îò íî ñè òå ëü -
íûé íà ãðåâ, ñî çäà âà å ìûé ïðè òåð ìà ëè çà öèè îä íî ãî ÝÂ â îá -
ëà ñ òè ñ õà ðàê òåð íû ìè ðàç ìå ðà ìè ïî ðÿä êà 20 íì çà âðåìÿ ïî -
ðÿä êà
10
10-
ñ, ñî ñòàâ ëÿ åò îêî ëî 0,1 K è ìî æåò îêà çà òü ñÿ ñó ùå -
ñò âåí íûì òî ëü êî ïðè âîç áóæ äå íèè âû ñî êîé èí òåí ñèâ íî ñòè.
Òðå òüÿ ñòà äèÿ õà ðàê òå ðè çó åò ñÿ âðå ìå íà ìè ïî ðÿä êà
10
9-
ñ
è êîí ò ðî ëè ðó åò ñÿ ðå êîì áè íà öè îí íû ìè ïðî öåñ ñà ìè. Â èîí -
íûõ êðè ñ òàë ëàõ âå ðî ÿò íîñòü ðå êîì áè íà öèè ýëåê ò ðî íà è äûð -
êè ñ îá ðà çî âà íè åì ýê ñè òî íà áî ëü øå, ÷åì âå ðî ÿò íîñòü ðà äè à -
öè îí íîé ðå êîì áè íà öèè. Áå çûç ëó ÷à òå ëü íàÿ ðå êîì áè íà öèÿ ýê -
ñè òî íà èëè àâ òî ëî êà ëè çî âàí íîé äûð êè ñ ýëåê ò ðî íîì èíî ãäà
ïðè âî äèò ê ñî çäà íèþ äå ôåê òîâ. Èç ëó ÷à òå ëü íàÿ ðå êîì áè íà -
öèÿ ìî æåò ÿâ ëÿ òü ñÿ ñëåä ñò âè åì àí íè ãè ëÿ öèè ýê ñè òî íà èëè ïå -
ðå õî äà ìè ñ ó÷à ñ òè åì ëî êà ëü íûõ óðîâ íåé â çà ïðå ùåí íîé çîíå,
îá ðà çî âàí íûõ ïðè ìå ñÿ ìè èëè ñîá ñò âåí íû ìè äå ôåê òà ìè. Íà
ñòà äèè ðå êîì áè íà öèè ìî ãóò ïðî èñ õî äèòü íå òî ëü êî ýëå ìåí -
òàð íûå ðå êîì áè íà öè îí íûå ïðî öåñ ñû, íî è áî ëåå ñëîæ íûå,
ñâÿ çàí íûå ñ âçàè ìî äåé ñò âè åì ÝÂ â îá ñóæ äàâ øåì ñÿ âûøå
«êëà ñ òå ðå» âîç áóæ äå íèé (áè ýê ñè òî íû, ýê ñè òî íû, çà õâà ÷åí -
íûå äûð êîé èëè ðà äè à öè îí íûì äå ôåê òîì è ò.ä.). Âçàè ìî äåé -
ñò âèå ÝÂ ìî æåò ïðî ÿâ ëÿ òü ñÿ è íà áî ëåå ðàí íåé ñòà äèè ðå ëàê -
ñà öèè (
t <
-
10
12
ñ) â âèäå äå ôåê òî îá ðà çî âà íèÿ èç-çà ýëåê ò ðî -
ñòà òè ÷å ñêîé íå ñòà áè ëü íî ñòè [104, 105].
×òî áû îïè ñàòü ïðî ñòðàí ñò âåí íóþ êîð ðå ëÿ öèþ ÝÂ, íå îá -
õî äè ìî èñ ïî ëü çî âàòü ìíî ãî ÷à ñ òè÷ íûå êîð ðå ëÿ öè îí íûå ôóí ê -
öèè. Â âîç áóæ äåí íîé îá ëà ñ òè, ñî çäàí íîé ôî òî íîì, ìî ãóò âîç -
íè êàòü ñè ëü íûå êîð ðå ëÿ öèè ÝÂ. Ïî ñêî ëü êó ÷èñ ëî ýòèõ âîç -
áóæ äå íèé ìî æåò áûòü çíà ÷è òå ëü íî, òðå áó þò ñÿ ñó ùå ñò âåí íûå
óïðî ùå íèÿ. Çäåñü ìû îãðà íè ÷èì ñÿ ïàð íû ìè êîð ðå ëÿ öè îí íû -
ìè ôóí ê öè ÿ ìè. Äà ëåå, ìî ãóò áûòü âû ïè ñà íû êè íå òè ÷å ñêèå
óðàâ íå íèÿ äëÿ êîí öåí ò ðà öèé Ý ðàç ëè÷ íûõ òè ïîâ (÷èñ ëî
211
äîñòàòî÷íî õîðîøî èçîëèðîâàíû äðóã îò äðóãà (ïðè ýòîì ðàñ-
ñòîÿíèÿ ìåæäó íèìè áîëüøå èõ òèïè÷íîãî ðàçìåðà), òàê è ïå-
ðåêðûâàòüñÿ, ÷òî ïîëó÷àåòñÿ â ñëó÷àå âîçáóæäåíèÿ òÿæåëûìè
èîíàìè, êîòîðûå ñîçäàþò ïðåèìóùåñòâåííî îòíîñèòåëüíî
íèçêîýíåðãåòè÷íûå âòîðè÷íûå ÝÂ. Äëÿ îöåíêè òàêèõ ïðî-
ñòðàíñòâåííûõ ðàñïðåäåëåíèé ïîëåçíî èñïîëüçîâàòü ìåòîä
Ìîíòå-Êàðëî [58].
    Ñëåäóþùèé ýòàï ýâîëþöèè âîçáóæäåííîé îáëàñòè ñîñòî-
èò â òåðìàëèçàöèè ÝÂ, êîòîðàÿ õàðàêòåðèçóåòñÿ âðåìåíàìè
ïîðÿäêà 10 -12 ñ è ðàññòîÿíèÿìè îò 1 äî 5 íì [23, 32, 35, 58,
102, 103]. Ýíåðãèÿ ïîðÿäêà E eh - E g ~ (0,5 ¸ 2) E g íà îäíî
âîçáóæäåíèå âûñâîáîæäàåòñÿ â âèäå ôîíîíîâ. Îòíîñèòåëü-
íûé íàãðåâ, ñîçäàâàåìûé ïðè òåðìàëèçàöèè îäíîãî ÝÂ â îá-
ëàñòè ñ õàðàêòåðíûìè ðàçìåðàìè ïîðÿäêà 20 íì çà âðåìÿ ïî-
ðÿäêà 10 -10 ñ, ñîñòàâëÿåò îêîëî 0,1 K è ìîæåò îêàçàòüñÿ ñóùå-
ñòâåííûì òîëüêî ïðè âîçáóæäåíèè âûñîêîé èíòåíñèâíîñòè.
    Òðåòüÿ ñòàäèÿ õàðàêòåðèçóåòñÿ âðåìåíàìè ïîðÿäêà 10 -9 ñ
è êîíòðîëèðóåòñÿ ðåêîìáèíàöèîííûìè ïðîöåññàìè. Â èîí-
íûõ êðèñòàëëàõ âåðîÿòíîñòü ðåêîìáèíàöèè ýëåêòðîíà è äûð-
êè ñ îáðàçîâàíèåì ýêñèòîíà áîëüøå, ÷åì âåðîÿòíîñòü ðàäèà-
öèîííîé ðåêîìáèíàöèè. Áåçûçëó÷àòåëüíàÿ ðåêîìáèíàöèÿ ýê-
ñèòîíà èëè àâòîëîêàëèçîâàííîé äûðêè ñ ýëåêòðîíîì èíîãäà
ïðèâîäèò ê ñîçäàíèþ äåôåêòîâ. Èçëó÷àòåëüíàÿ ðåêîìáèíà-
öèÿ ìîæåò ÿâëÿòüñÿ ñëåäñòâèåì àííèãèëÿöèè ýêñèòîíà èëè ïå-
ðåõîäàìè ñ ó÷àñòèåì ëîêàëüíûõ óðîâíåé â çàïðåùåííîé çîíå,
îáðàçîâàííûõ ïðèìåñÿìè èëè ñîáñòâåííûìè äåôåêòàìè. Íà
ñòàäèè ðåêîìáèíàöèè ìîãóò ïðîèñõîäèòü íå òîëüêî ýëåìåí-
òàðíûå ðåêîìáèíàöèîííûå ïðîöåññû, íî è áîëåå ñëîæíûå,
ñâÿçàííûå ñ âçàèìîäåéñòâèåì ÝÂ â îáñóæäàâøåìñÿ âûøå
«êëàñòåðå» âîçáóæäåíèé (áèýêñèòîíû, ýêñèòîíû, çàõâà÷åí-
íûå äûðêîé èëè ðàäèàöèîííûì äåôåêòîì è ò.ä.). Âçàèìîäåé-
ñòâèå ÝÂ ìîæåò ïðîÿâëÿòüñÿ è íà áîëåå ðàííåé ñòàäèè ðåëàê-
ñàöèè (t < 10 -12 ñ) â âèäå äåôåêòîîáðàçîâàíèÿ èç-çà ýëåêòðî-
ñòàòè÷åñêîé íåñòàáèëüíîñòè [104, 105].
    ×òîáû îïèñàòü ïðîñòðàíñòâåííóþ êîððåëÿöèþ ÝÂ, íåîá-
õîäèìî èñïîëüçîâàòü ìíîãî÷àñòè÷íûå êîððåëÿöèîííûå ôóíê-
öèè. Â âîçáóæäåííîé îáëàñòè, ñîçäàííîé ôîòîíîì, ìîãóò âîç-
íèêàòü ñèëüíûå êîððåëÿöèè ÝÂ. Ïîñêîëüêó ÷èñëî ýòèõ âîç-
áóæäåíèé ìîæåò áûòü çíà÷èòåëüíî, òðåáóþòñÿ ñóùåñòâåííûå
óïðîùåíèÿ. Çäåñü ìû îãðàíè÷èìñÿ ïàðíûìè êîððåëÿöèîííû-
ìè ôóíêöèÿìè. Äàëåå, ìîãóò áûòü âûïèñàíû êèíåòè÷åñêèå
óðàâíåíèÿ äëÿ êîíöåíòðàöèé Ý ðàçëè÷íûõ òèïîâ (÷èñëî
                              211