Cтраница 2
Наиболее естественная интерпретация такого результата состоит в следующем. Радиационная рекомбинация происходит в два этапа. На первом этапе осуществляется неадиабатический переход с отталкивательного терма ( вероятнее всего, терма 3П), коррелирующего с основными состояниями атома О на терм В Ии - Точка пересечения термов лежит довольно высоко над уровнем атомов О в основных состояниях, что и объясняет большую энергию активации. [16]
Звездочки у А и В означают, что эти атомы могут после реакции остаться в возбужденных состояниях. Первый процесс - радиационная рекомбинация - протекает с относительно малой скоростью. Роль его велика лишь в тех случаях, когда затруднены или невозможны другие процессы, например при малых давлениях, и когда положительные ионы находятся в атомарном состоянии. При этом коэффициент электрон-ионной рекомбинации составляет 1СН1 - 10 - 12 см3 / сек. [17]
![]() |
Распределение свечения и потенциала в тлеющем разряде. [18] |
Что касается рекомбинации положительных ионов и электронов, то из трех возможных механизмов рекомбинации, e A A / zv ( l), е А - - В А В ( 2) и е АВ А В / ( 3), в условиях разряда наибольшее значение, по-видимому, имеет последний механизм ( см. стр. Действительно, вычисление константы скорости радиационной рекомбинации ( 1) дает величину порядка 10 - 12 см3 сек-1 [351], на 3 - 6 порядков меньшую, получаемых на опыте значений. При давлениях порядка атмосферного значительно большую вероятность ( по сравнению с радиационной рекомбинацией) может иметь процесс тройного соударения ( 2), константу скорости которого при р 1 атм. [19]
Процесс рекомбинации обычно весьма медлен по сравнению с остальными процессами установления равновесия в плазме. Эта энергия может излучиться в виде фотона ( радиационная рекомбинация); в таком случае медленность процесса связана с малостью квантовоэлек-тродинамической вероятности излучения. Освобождающаяся энергия может быть также передана третьей частице - нейтральному атому; в этом случае медленность процесса связана с малой вероятностью тройных столкновений. Все это приводит к тому, что рекомбинацию часто имеет смысл изучать в условиях, когда распределение всех частиц можно считать максвел-ловским. [20]
Основной принцип работы полупроводниковых лазеров объяснен в первой главе и вкратце может быть сформулирован следующим образом. Если через полупроводниковый диод в прямом направлении протекает электрический ток, в р - п-переходе возникает спонтанное испускание вследствие радиационной рекомбинации электронов и дырок. Длина волны этого спонтанного испускания определяется величиной запрещенной зоны полупроводника, а ширина полосы излучения составляет несколько обратных сантиметров. [21]
Один из основных классов лазеров на твердом теле содержит, как указывалось выше, разбавленные растворы ионов переходных или редкоземельных металлов в подходящей решетке. Другой большой класс лазеров на твердом теле включает некоторые полупроводящие соединения III и V групп ( возможно, и других групп), причем для возбуждения применяют инъекцию носителей зарядов через р - - переход. За этим процессом следует радиационная рекомбинация избыточных носителей, приводящая к излучению света. Существует несколько механизмов рекомбинации носителей и эффективность необходимого процесса радиационной рекомбинации будет снижена, если возникнут какие-либо другие конкурирующие процессы. Поэтому, если процесс излучения обусловлен прямой рекомбинацией носителей из зоны проводимости с носителями из зоны валентности, то рекомбинация носителей на центрах примесей ( ловушках), рекомбинация электронов с донорами и дырок с акцепторами ( процессы, не сопровождающиеся излучением света) и образование экситонов понижают эффективность излучения света. Эти процессы рекомбинации по существу те же, что и упомянутые выше ( разд. 1А); они определяют поведение транзисторов и диодов, где ключевым фактором является также продолжительность жизни носителей. [22]
Типичным процессом поглощения является процесс фотоионизации, в котором фотон гибнет, а избыток его энергии над энергией связи переходит к фотоэлектрону. В результате упругих столкновений энергия фотоэлектрона поступает в общий тепловой резервуар. В обратном процессе - радиационной рекомбинации - электрон захватывается на связанный уровень с рождением фотона, притом энергия фотона отбирается от теплового резервуара свободных электронов. Путем этих процессов осуществляется двусторонний обмен энергией между полем излучения и тепловой энергией, запасенной в веществе. Аналогичным является процесс тормозного поглощения и излучения фотонов. [23]
![]() |
Распределение свечения и потенциала в тлеющем разряде. [24] |
Что касается рекомбинации положительных ионов и электронов, то из трех возможных механизмов рекомбинации, e A A / zv ( l), е А - - В А В ( 2) и е АВ А В / ( 3), в условиях разряда наибольшее значение, по-видимому, имеет последний механизм ( см. стр. Действительно, вычисление константы скорости радиационной рекомбинации ( 1) дает величину порядка 10 - 12 см3 сек-1 [351], на 3 - 6 порядков меньшую, получаемых на опыте значений. При давлениях порядка атмосферного значительно большую вероятность ( по сравнению с радиационной рекомбинацией) может иметь процесс тройного соударения ( 2), константу скорости которого при р 1 атм. [25]
Один из основных классов лазеров на твердом теле содержит, как указывалось выше, разбавленные растворы ионов переходных или редкоземельных металлов в подходящей решетке. Другой большой класс лазеров на твердом теле включает некоторые полупроводящие соединения III и V групп ( возможно, и других групп), причем для возбуждения применяют инъекцию носителей зарядов через р - - переход. За этим процессом следует радиационная рекомбинация избыточных носителей, приводящая к излучению света. Существует несколько механизмов рекомбинации носителей и эффективность необходимого процесса радиационной рекомбинации будет снижена, если возникнут какие-либо другие конкурирующие процессы. Поэтому, если процесс излучения обусловлен прямой рекомбинацией носителей из зоны проводимости с носителями из зоны валентности, то рекомбинация носителей на центрах примесей ( ловушках), рекомбинация электронов с донорами и дырок с акцепторами ( процессы, не сопровождающиеся излучением света) и образование экситонов понижают эффективность излучения света. Эти процессы рекомбинации по существу те же, что и упомянутые выше ( разд. 1А); они определяют поведение транзисторов и диодов, где ключевым фактором является также продолжительность жизни носителей. [26]
Радиационная рекомбинация О-СО впервые обнаружена при изучении пламен [23], а затем с успехом использована в экспериментах по исследованию реакции водорода с кислородом на ударных трубах. Введение небольших добавок окиси углерода служит своеобразным индикатором для количественного определения атомов кислорода. Интенсивность хемилюминесцен-ции прямо пропорциональна произведению [ О ] [ СО ], а влияние СО на кинетику реакции Н2 - О2 минимально и может быть легко учтено. Рост интенсивности радиационной рекомбинации регистрируется фотоумножителем в выбранном спектральном интервале при соответствующем пространственном разрешении и является очень чувствительным методом определения концентрации атомов кислорода в системе. [27]