Распад - экситон
Cтраница 1
 |
Механизм экситонного излучения. [1] |
Распад экситона может произойти двояко: либо на путиЗэ - Эт, либо на пути Эа - Эс. В первом случае происходит излу-чательный переход, во втором - дальнейшее возбуждение электрона. Очевидно, с повышением температуры вероятность последнего будет возрастать. [2]
Общепринято, что носители тока образуются при распаде экситонов с квантовым выходом значительно ниже единицы. [3]
 |
Температурная зависимость фототока Jpf, через жир-нокислотную прослойку ( уравнение в тексте. [4] |
Величина Кст k, т.е. в случае тушения триплетного экситона реакция переноса заряда доминирует над распадом экситона на поверхности, по крайней мере для d 18 А. [5]
Распад синглетного экситона у металлического электрода является быстрым процессом, тогда как диффузия экситона к поверхности протекает сравнительно медленно. Изучение отдельных стадий распада экситона на металлическом электроде после его диффузии к поверхности невозможно, если не уменьшить скорость распада экситона контролируемым образом. [6]
Заметим, что наряду с состоянием дискретного спектра уравнение ( 66 6) имеет решения непрерывного спектра. Эти состояния отвечают распаду экситона на электрон и дырку, движущиеся по кристаллу независимо друг от друга. [7]
Наблюдение собственной флуоресценции антрацена в зависимости от концентрации парамагнитных частиц, а также исследование импульсной фотопроводимости на тауметре показало, что происходят симбатные изменения выходов флуоресценции и фототока при изменении концентрации парамагнитных центров. Это, возможно, вызвано тем, что безызлу-чательный распад экситонов и захват свободных носителей происходит по одному механизму. [8]
Распад синглетного экситона у металлического электрода является быстрым процессом, тогда как диффузия экситона к поверхности протекает сравнительно медленно. Изучение отдельных стадий распада экситона на металлическом электроде после его диффузии к поверхности невозможно, если не уменьшить скорость распада экситона контролируемым образом. [9]
Следует заметить, что экситонные состояния не могут быть отображены на энергетической диаграмме. Оценки показывают, что состояния электрона, участвующего в образовании экситона, лежат вблизи дна зоны проводимости, а энергия распада экситона А. Сопоставление величин (2.106) и (2.110) с постоянной решетки показывает, что критерий применимости метода эффективной массы здесь достаточно хорошо выполняется. [10]
Для краткости будем называть их просто поляритонами. Чтобы понять важность поляритонного подхода, пренебрежем этим эффектом и рассмотрим, насколько хорошо теоретические результаты согласуются с экспериментальными. В таком приближении процесс излучения представляет собой просто излучательный распад экситонов на фотоны. Поскольку в этом процессе должен сохраняться волновой вектор, только экситоны с волновым вектором fe, равным волновому вектору фотона ( т.е. k 0), могут превращаться в фотоны. В сущности, при пренебрежении затуханием спектр излучения должен быть дельта-функцией при энергии, соответствующей основному состоянию экситона. Если учесть затухание, обусловленное временем жизни экситона, то спектр излучения должен иметь лоренцеву форму. Последнее заключение противоречит экспериментальным результатам для большинства образцов высокого качества при низких температурах. Очень часто наблюдаемые спектры излучения свободных экситонов имеют асимметричную форму линии, весьма отличную от лоренцевой. [11]
Результаты температурных исследований До свидетельствуют о необходимости термической активации объемной фотопроводимости в красителях. Значения этой энергии для исследованных красителей, как видно из таблицы, лежат в интервале 0.05 - 0.2 эв. Эта термическая энергия нужна, по-видимому, для распада экситона в согласии с предположением [10, 11], а возможно, и для межмолекулярных перемещений носителей фототока в кристалле красителя. Температурное гашение фотопроводимости в случае полифенилацетиленида меди во всей исследованной области температур указывает, очевидно, на прямое образование носителей фототока под действием поглощенных фотонов без дополнительной термической активации, аналогично фотоэффекту в неорганических полупроводниках. В наиболее сложном случае второй группы красителей вслед за процессом термической активации фотопроводимости с энергией 0.05 - 0.2 эв проявляется процесс дезактивации До с энергией 0.1 - 0.4 эв. Механизм этого гашения Дя в красителях с температурой пока неясен и требует дополнительных исследований. [12]
Существует, однако, предел глубины ловушки, которая создается дефектом кристалла. Оценка предельной глубины ловушки дает величину порядка 0 5 эВ ( см. разл. В случае антрацена, в котором энергия синглетного экситона равна 3 15 эВ, ширина энергетической щели - 4эВ, распад экситона на дефекте не освободит достаточное количество энергии для диссоциации с образованием свободных носителей. Если поверхность кристалла находится в контакте с металлическим электродом, то высокая поляризуемость металла может обеспечить достаточное количество энергии для углубления ловушки до значения, достаточного для диссоциации. Последующие соударения экситонов с поверхностью могут освободить захваченный заряд. [14]
В отличие от аморфных слоев красителей для весьма чистых монокристаллов антрацена при поперечном относительно приложенного поля освещении сохранялась корреляция между спектрами фотопроводимости и поглощения даже для толстых кристаллов, поглощающих до 99 % падающего света. Для объяснения этого явления Лайонс исходит из предположения, что первичным процессом при возбуждении органического полупроводника является образование экситона. При этом для сильно и для слабо поглощаемого света экситоны распределены неодинаково по глубине кристалла. В первом случае они сосредоточены в основном у освещаемой поверхности. Носители могут возникнуть лишь при распаде экситона. Этот распад вследствие внутренней регулярности строения кристалла осуществляется только на его поверхности. Экситоны мигрируют по кристаллу, причем вероятность достижения ими поверхности падает с глубиной вследствие возможной флуоресценции или конверсии в тепло. Поэтому, несмотря на то, что для толстых кристаллов поглощение света во всей полосе происходит практически полностью, фототек будет чувствителен к форме распределения экситонов по глубине кристаллов для каждой длины волны поглощаемого света, что и проявляется в сохранении корреляции спектров. [15]
Страницы: 1 2