Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть II. Вторичные процессы. Васильев А.Н - 66 стр.

UptoLike

ëþ ìè íåñ öåí öèè.  ïåð âîì ñëó ÷àå ìèã ðà öèÿ èç-çà ïå ðå ïîã ëî -
ùå íèÿ ìî æåò äåé ñò âî âàòü êàê ýô ôåê òèâ íûé ìå õà íèçì ïå ðå íî -
ñà âîç áóæ äå íèÿ íà áî ëü øèå ðàñ ñòî ÿ íèÿ. Åñëè ôî òîí èñ ïó ñêà -
åò ñÿ èç êðè ñ òàë ëà, ýíåð ãèÿ ïî êè äà åò êðè ñ òàëë. Ïðîá ëå ìû ïå -
ðå ïîã ëî ùå íèÿ (ðå àá ñîð á öèè) áó äóò îá ñóæ äà òü ñÿ â ñëå äó þ -
ùåì ïà ðàã ðà ôå.
Ïðîá ëå ìà ìèã ðà öèè âîç áóæ äå íèé èç-çà èõ âçàè ìî äåé ñò -
âèÿ ÷å ðåç ýëåê ò ðè ÷å ñêèå ïîëÿ èçó ÷à ëàñü öå ëûì ðÿ äîì àâ òî ðîâ
(ñì., íà ïðè ìåð, [8-10]).
Îñíîâ íîå âíè ìà íèå â íà ñòî ÿ ùåì ïà ðàã ðà ôå áó äåò îá ðà -
ùå íî íà ìèã ðà öèþ èç-çà îá ìå íà ïðî äî ëü íû ìè ôî òî íà ìè. Ýòîò
òèï ôî òî íîâ íå ìî æåò ðàñ ïðî ñòðà íÿ òü ñÿ â êðè ñ òàë ëå è ïî ý òî -
ìó ìî æåò áûòü îò âåò ñò âå íåí çà ïå ðå íîñ ýíåð ãèè òî ëü êî íà îò -
íî ñè òå ëü íî ìà ëûå ðàñ ñòî ÿ íèÿ. ×èñ ëî ýëåê ò ðîí íûõ âîç áóæ äå -
íèé â ïðî öåñ ñå òà êîé ìèã ðà öèè â îá ùåì ñëó ÷àå íå èç ìå íÿ åò ñÿ,
ïî ñêî ëü êó ïðî äî ëü íûå ôî òî íû íå ìî ãóò ïî êè äàòü êðè ñ òàëë.
Ïðè ýòîì ïî ëåç íî îïÿòü îá ðà òè òü ñÿ ê êè íå òè ÷å ñêî ìó óðàâ íå -
íèþ, âû âå äåí íî ìó â ðàç äå ëå I.3.4.
Ïî ñêî ëü êó îñíîâ íîé èí òå ðåñ ñ òî÷ êè çðå íèÿ ïå ðå íî ñà
ýíåð ãèè ýëåê ò ðî ìàã íèò íûì ïî ëåì ïðåä ñòàâ ëÿ þò ëî êà ëè çî -
âàí íûå âîç áóæ äå íèÿ, ìîæ íî èñ ïî ëü çî âàòü èí òåã ðàë ñòîë ê íî -
âå íèé â ôîð ìå (I.3.49). Ïî ñêî ëü êó îá ñóæ äå íèå ðà äè à öè îí íî -
ãî ïå ðå íî ñà ìû îò ëî æèì äî ñëå äó þ ùå ãî ïà ðàã ðà ôà, íå îá õî äè -
ìî ðàñ ñìîò ðåòü òî ëü êî äè ïîëü-äè ïî ëü íóþ ÷àñòü ÿäðà
~
K
ij
(I.1.8):
~
( )
~
( )
K
r r r
r
ij
i j ij
r =
-3
2
5
d
e w
. (5.1)
Íå ñìîò ðÿ íà òî, ÷òî ðà äè à öè îí íûì ïå ðå íî ñîì ìû çäåñü ïðå -
íå áðå ãà åì, ÷àñòü ðà äè à öè îí íûõ ïðî öåñ ñîâ, à èìåí íî èç ëó ÷å -
íèå ïî ïå ðå÷ íî ãî ýëåê ò ðî ìàã íèò íî ãî ïîëÿ, áó äåò ó÷è òû âà òü ñÿ
âêëþ ÷å íè åì ïî ïå ðå÷ íî ãî ÷ëå íà èç óðàâ íå íèÿ (I.3.47). Ïî ñêî -
ëü êó ïå ðå õî äû ìåæ äó ñî ñòî ÿ íè ÿ ìè öåí ò ðîâ ïðåä ïî ëà ãà þò ñÿ
ïðî èñ õî äÿ ùè ìè â îá ëà ñ òè ïðî çðà÷ íî ñòè êðè ñ òàë ëà, ìîæ íî
èñ ïî ëü çî âàòü óïðî ùåí íîå âû ðà æå íèå (I.3.43) äëÿ äðî áè, â
êî òî ðóþ âõî äèò äè ý ëåê ò ðè ÷å ñêàÿ ïðî íè öà å ìîñòü.
Äëÿ íà ÷à ëà, ïðåä ïî ëî æèì, ÷òî âî âñåì êðè ñ òàë ëå èìå þò -
ñÿ òî ëü êî äâà äå ôåê òà, êàæ äûé èç êî òî ðûõ èìå åò òî ëü êî îäíî
âîç áóæ äåí íîå ñî ñòî ÿ íèå, è ýíåð ãèÿ ýòèõ âîç áóæ äå íèé ìå íü øå
øè ðè íû çà ïðå ùåí íîé çîíû
E
g
. Ïî ñëåä íåå ïðåä ïî ëî æå íèå
66
ëþìèíåñöåíöèè.  ïåðâîì ñëó÷àå ìèãðàöèÿ èç-çà ïåðåïîãëî-
ùåíèÿ ìîæåò äåéñòâîâàòü êàê ýôôåêòèâíûé ìåõàíèçì ïåðåíî-
ñà âîçáóæäåíèÿ íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ. Åñëè ôîòîí èñïóñêà-
åòñÿ èç êðèñòàëëà, ýíåðãèÿ ïîêèäàåò êðèñòàëë. Ïðîáëåìû ïå-
ðåïîãëîùåíèÿ (ðåàáñîðáöèè) áóäóò îáñóæäàòüñÿ â ñëåäóþ-
ùåì ïàðàãðàôå.
     Ïðîáëåìà ìèãðàöèè âîçáóæäåíèé èç-çà èõ âçàèìîäåéñò-
âèÿ ÷åðåç ýëåêòðè÷åñêèå ïîëÿ èçó÷àëàñü öåëûì ðÿäîì àâòîðîâ
(ñì., íàïðèìåð, [8-10]).
     Îñíîâíîå âíèìàíèå â íàñòîÿùåì ïàðàãðàôå áóäåò îáðà-
ùåíî íà ìèãðàöèþ èç-çà îáìåíà ïðîäîëüíûìè ôîòîíàìè. Ýòîò
òèï ôîòîíîâ íå ìîæåò ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ â êðèñòàëëå è ïîýòî-
ìó ìîæåò áûòü îòâåòñòâåíåí çà ïåðåíîñ ýíåðãèè òîëüêî íà îò-
íîñèòåëüíî ìàëûå ðàññòîÿíèÿ. ×èñëî ýëåêòðîííûõ âîçáóæäå-
íèé â ïðîöåññå òàêîé ìèãðàöèè â îáùåì ñëó÷àå íå èçìåíÿåòñÿ,
ïîñêîëüêó ïðîäîëüíûå ôîòîíû íå ìîãóò ïîêèäàòü êðèñòàëë.
Ïðè ýòîì ïîëåçíî îïÿòü îáðàòèòüñÿ ê êèíåòè÷åñêîìó óðàâíå-
íèþ, âûâåäåííîìó â ðàçäåëå I.3.4.
     Ïîñêîëüêó îñíîâíîé èíòåðåñ ñ òî÷êè çðåíèÿ ïåðåíîñà
ýíåðãèè ýëåêòðîìàãíèòíûì ïîëåì ïðåäñòàâëÿþò ëîêàëèçî-
âàííûå âîçáóæäåíèÿ, ìîæíî èñïîëüçîâàòü èíòåãðàë ñòîëêíî-
âåíèé â ôîðìå (I.3.49). Ïîñêîëüêó îáñóæäåíèå ðàäèàöèîííî-
ãî ïåðåíîñà ìû îòëîæèì äî ñëåäóþùåãî ïàðàãðàôà, íåîáõîäè-
ìî ðàññìîòðåòü òîëüêî äèïîëü-äèïîëüíóþ ÷àñòü ÿäðà K     ~
                                                          ij
(I.1.8):
                           2
    ~ (r) = 3 ri rj - dij r .
    K                                                  (5.1)
     ij
                ~e(w) r 5

Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ðàäèàöèîííûì ïåðåíîñîì ìû çäåñü ïðå-
íåáðåãàåì, ÷àñòü ðàäèàöèîííûõ ïðîöåññîâ, à èìåííî èçëó÷å-
íèå ïîïåðå÷íîãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ, áóäåò ó÷èòûâàòüñÿ
âêëþ÷åíèåì ïîïåðå÷íîãî ÷ëåíà èç óðàâíåíèÿ (I.3.47). Ïîñêî-
ëüêó ïåðåõîäû ìåæäó ñîñòîÿíèÿìè öåíòðîâ ïðåäïîëàãàþòñÿ
ïðîèñõîäÿùèìè â îáëàñòè ïðîçðà÷íîñòè êðèñòàëëà, ìîæíî
èñïîëüçîâàòü óïðîùåííîå âûðàæåíèå (I.3.43) äëÿ äðîáè, â
êîòîðóþ âõîäèò äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü.
     Äëÿ íà÷àëà, ïðåäïîëîæèì, ÷òî âî âñåì êðèñòàëëå èìåþò-
ñÿ òîëüêî äâà äåôåêòà, êàæäûé èç êîòîðûõ èìååò òîëüêî îäíî
âîçáóæäåííîå ñîñòîÿíèå, è ýíåðãèÿ ýòèõ âîçáóæäåíèé ìåíüøå
øèðèíû çàïðåùåííîé çîíû E g . Ïîñëåäíåå ïðåäïîëîæåíèå

                                66