Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть II. Вторичные процессы. Васильев А.Н - 48 стр.

UptoLike

äëè íû, õà ðàê òå ðè çó þ ùèì ñè ñ òå ìó. Äëÿ ðàç ëè÷ íûõ òè ïîâ
êðè ñ òàë ëîâ
l
ph
ìå íÿ åò ñÿ îò äå ñÿ òûõ äî ëåé íà íî ìåò ðà äî äå ñÿò -
êîâ íà íî ìåò ðîâ. Ïî ý òî ìó äèô ôó çè îí íîå ïðè áëè æå íèå ñïðà -
âåä ëè âî äëÿ áî ëü øî ãî ÷èñ ëà êðè ñ òàë ëîâ.  ïðî òè âî ïî ëîæ íîì
ñëó ÷àå, êîã äà ðàñ ñå ÿ íèå èìå åò íèç êóþ âå ðî ÿò íîñòü è ðå à ëè çó -
åò ñÿ ñëó ÷àé ãà çî âîé êè íå òè êè âîç áóæ äå íèé, ñðåä íÿÿ äëè íà
ïðî áå ãà îêà çû âà åò ñÿ áî ëü øîé, è òðà åê òî ðèè äâè æå íèÿ ÷à ñ òèö
ïðåä ñòàâ ëÿ þò ñî áîé ïðÿ ìûå ëè íèè. Âîë íî âûå ôóí ê öèè â
ýòîì ñëó ÷àå ÿâ ëÿ þò ñÿ õî ðî øè ìè áëî õîâ ñêè ìè ôóí ê öè ÿ ìè, è
âîë íî âîé âåê òîð îñòà åò ñÿ õî ðî øèì êâàí òî âûì ÷èñ ëîì. Òà êîé
ñëó ÷àé ìî æåò ðå à ëè çî âà òü ñÿ â î÷åíü ÷è ñ òûõ êðè ñ òàë ëàõ ïðè
íèç êèõ òåì ïå ðà òó ðàõ.
3.5 Ïðîñòðàíñòâåííàÿ äèôôóçèÿ ëîêàëèçîâàííûõ
âîçáóæäåíèé
Âû ðà æå íèå
D
E
ph
(3.26) äëÿ êî ýô ôè öè åí òà ïðî ñòðàí ñò -
âåí íîé äèô ôó çèè ÷å ðåç òåð ìè ÷å ñêóþ ñêî ðîñòü
v
ïðè ìå íè ìî
òî ëü êî â òîì ñëó ÷àå, êîã äà äëè íà ïðî áå ãà áî ëü øå ïî ñòî ÿí íîé
ðå øåò êè.  ïðî òèâ íîì ñëó ÷àå íå îá õî äè ìî èñ ïî ëü çî âàòü ôîð -
ìó ëó ñî ñðåä íåé äëè íîé ñâî áîä íî ãî ïðî áå ãà
l
ph
.
Îñíîâ íû ìè êà íà ëà ìè äà ëü íåé øåé ðå ëàê ñà öèè âîç áóæ äå -
íèé, êî òî ðûå îïðå äå ëÿ þò èõ ïîë íîå âðå ìÿ æèç íè â ñâî áîä íîì
ñî ñòî ÿ íèè, ÿâ ëÿ þò ñÿ ñâÿ çû âà íèå ýëåê ò ðî íà è äûð êè â ýê ñè -
òîí, íå ïî ñðåä ñò âåí íàÿ ýëåê ò ðîí íî-äû ðî÷ íàÿ ðå êîì áè íà öèÿ ñ
èñ ïó ñêà íè åì ôî òî íà, è çà õâàò ýëåê ò ðî íà èëè äûð êè äå ôåê òîì
ëþ áî ãî òèïà (ëî âóø êîé, öåí ò ðîì ðå êîì áè íà öèè è ò.ä.) èëè
èõ àâ òî ëî êà ëè çà öèÿ. Ïåð âûå äâà êà íà ëà ïðè âî äÿò ê îá ðà çî âà -
íèþ íå çà ðÿ æåí íûõ âîç áóæ äå íèé, ìèã ðà öèÿ êî òî ðûõ îá ñóæ -
äà åò ñÿ íèæå.  îñòà ëü íûõ ñëó ÷à ÿõ ñî çäà þò ñÿ çà ðÿ æåí íûå ëî -
êà ëè çî âàí íûå âîç áóæ äå íèÿ. Çà õâà ÷åí íûå äå ôåê òà ìè âîç áóæ -
äå íèÿ ìî ãóò ðàñ ïî ëà ãà òü ñÿ òî ëü êî â äå ôåê ò íûõ óç ëàõ ðå øåò -
êè, â òî âðåìÿ êàê àâ òî ëî êà ëè çî âàí íûå âîç áóæ äå íèÿ ìî ãóò
íà õî äè òü ñÿ â ïðî èç âî ëü íîé ýëå ìåí òàð íîé ÿ÷åé êå êðè ñ òàë ëà.
Ðà äè óñ àâ òî ëî êà ëè çî âàí íûõ äû ðîê â èîí íûõ êðè ñ òàë ëàõ äî -
ñòà òî÷ íî ìàë, è òà êèå âîç áóæ äå íèÿ äîë æíû ðàñ ñìàò ðè âà òü ñÿ
íà ìèê ðî ñêî ïè ÷å ñêîì óðîâ íå.
Êàê óæå îá ñóæ äà ëîñü â ðàç äå ëå I.14.4, äâóõ ãà ëî èä íûå àâ -
òî ëî êà ëè çî âàí íûå äûð êè (
V
K
-öåí ò ðû) îðè åí òè ðî âà íû â ðå -
øåò êå NaCl â íà ïðàâ ëå íèè n. Òåì ñà ìûì â ïðî öåñ ñå ìèã ðà öèè
äû ðîê ìî ãóò èç ìå íÿ òü ñÿ êàê èõ ïî ëî æå íèå, òàê è îðè åí òà öèÿ.
Óãëû ìåæ äó ýê âè âà ëåí ò íû ìè íà ïðàâ ëå íè ÿ ìè îðè åí òà öèè
48
äëèíû, õàðàêòåðèçóþùèì ñèñòåìó. Äëÿ ðàçëè÷íûõ òèïîâ
êðèñòàëëîâ l ph ìåíÿåòñÿ îò äåñÿòûõ äîëåé íàíîìåòðà äî äåñÿò-
êîâ íàíîìåòðîâ. Ïîýòîìó äèôôóçèîííîå ïðèáëèæåíèå ñïðà-
âåäëèâî äëÿ áîëüøîãî ÷èñëà êðèñòàëëîâ.  ïðîòèâîïîëîæíîì
ñëó÷àå, êîãäà ðàññåÿíèå èìååò íèçêóþ âåðîÿòíîñòü è ðåàëèçó-
åòñÿ ñëó÷àé ãàçîâîé êèíåòèêè âîçáóæäåíèé, ñðåäíÿÿ äëèíà
ïðîáåãà îêàçûâàåòñÿ áîëüøîé, è òðàåêòîðèè äâèæåíèÿ ÷àñòèö
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïðÿìûå ëèíèè. Âîëíîâûå ôóíêöèè â
ýòîì ñëó÷àå ÿâëÿþòñÿ õîðîøèìè áëîõîâñêèìè ôóíêöèÿìè, è
âîëíîâîé âåêòîð îñòàåòñÿ õîðîøèì êâàíòîâûì ÷èñëîì. Òàêîé
ñëó÷àé ìîæåò ðåàëèçîâàòüñÿ â î÷åíü ÷èñòûõ êðèñòàëëàõ ïðè
íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ.

3.5     Ïðîñòðàíñòâåííàÿ äèôôóçèÿ ëîêàëèçîâàííûõ
        âîçáóæäåíèé
                 E
      Âûðàæåíèå Dph (3.26) äëÿ êîýôôèöèåíòà ïðîñòðàíñò-
âåííîé äèôôóçèè ÷åðåç òåðìè÷åñêóþ ñêîðîñòü v ïðèìåíèìî
òîëüêî â òîì ñëó÷àå, êîãäà äëèíà ïðîáåãà áîëüøå ïîñòîÿííîé
ðåøåòêè.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü ôîð-
ìóëó ñî ñðåäíåé äëèíîé ñâîáîäíîãî ïðîáåãà l ph .
    Îñíîâíûìè êàíàëàìè äàëüíåéøåé ðåëàêñàöèè âîçáóæäå-
íèé, êîòîðûå îïðåäåëÿþò èõ ïîëíîå âðåìÿ æèçíè â ñâîáîäíîì
ñîñòîÿíèè, ÿâëÿþòñÿ ñâÿçûâàíèå ýëåêòðîíà è äûðêè â ýêñè-
òîí, íåïîñðåäñòâåííàÿ ýëåêòðîííî-äûðî÷íàÿ ðåêîìáèíàöèÿ ñ
èñïóñêàíèåì ôîòîíà, è çàõâàò ýëåêòðîíà èëè äûðêè äåôåêòîì
ëþáîãî òèïà (ëîâóøêîé, öåíòðîì ðåêîìáèíàöèè è ò.ä.) èëè
èõ àâòîëîêàëèçàöèÿ. Ïåðâûå äâà êàíàëà ïðèâîäÿò ê îáðàçîâà-
íèþ íåçàðÿæåííûõ âîçáóæäåíèé, ìèãðàöèÿ êîòîðûõ îáñóæ-
äàåòñÿ íèæå.  îñòàëüíûõ ñëó÷àÿõ ñîçäàþòñÿ çàðÿæåííûå ëî-
êàëèçîâàííûå âîçáóæäåíèÿ. Çàõâà÷åííûå äåôåêòàìè âîçáóæ-
äåíèÿ ìîãóò ðàñïîëàãàòüñÿ òîëüêî â äåôåêòíûõ óçëàõ ðåøåò-
êè, â òî âðåìÿ êàê àâòîëîêàëèçîâàííûå âîçáóæäåíèÿ ìîãóò
íàõîäèòüñÿ â ïðîèçâîëüíîé ýëåìåíòàðíîé ÿ÷åéêå êðèñòàëëà.
Ðàäèóñ àâòîëîêàëèçîâàííûõ äûðîê â èîííûõ êðèñòàëëàõ äî-
ñòàòî÷íî ìàë, è òàêèå âîçáóæäåíèÿ äîëæíû ðàññìàòðèâàòüñÿ
íà ìèêðîñêîïè÷åñêîì óðîâíå.
    Êàê óæå îáñóæäàëîñü â ðàçäåëå I.14.4, äâóõãàëîèäíûå àâ-
òîëîêàëèçîâàííûå äûðêè (VK -öåíòðû) îðèåíòèðîâàíû â ðå-
øåòêå NaCl â íàïðàâëåíèè n. Òåì ñàìûì â ïðîöåññå ìèãðàöèè
äûðîê ìîãóò èçìåíÿòüñÿ êàê èõ ïîëîæåíèå, òàê è îðèåíòàöèÿ.
Óãëû ìåæäó ýêâèâàëåíòíûìè íàïðàâëåíèÿìè îðèåíòàöèè

                             48