Парная рекомбинация

Cтраница 2

В кристаллах типа антрацена с подвижностью носителей порядка 1 см2 В 1 с 1 парная рекомбинация происходит быстро ( 10 - с), начальное ионизованное состояние синглетно, и поэтому при начальной рекомбинации в экситонные состояния преимущественно образуются синглет-ные, а не статистически более вероятные триплетные экситоны. Однако это не всегда наблюдается в органических твердых телах и не обязательно для парной рекомбинации носителей в органических жидкостях. Критическим фактором, определяющим отношение концентраций триплетных и синглетных состояний, является отношение времен рекомбинации и дефа-зировки спинов рекомбинирующих ионов. Дефазировка может происходить в результате взаимодействия триплетных состояний с фононами решетки; в твердых телах типа антрацена по оценкам на это требуется около 10 - 8 с. В твердых телах типа антрацена начальная рекомбинация дырок и электронов, находящихся в основном состоянии, заканчивается за несколько пикосекунд, следовательно, в этом случае должна преобладать рекомбинация в синглетное состояние. Однако при возбуждении рентгеновским излучением было обнаружено [47], что отношение концентраций синглетных и триплетных экситонов близко к единице, что приписывается авторами действию эффективной спин-решеточной релаксации в высоковозбужденных состояниях. [16]

Предельный выход HD, наблюдав шийсл Вильямсом [126] при низких концентрациях HD3, дал ему основание предположить, что большинство электронов участвует в пар ной рекомбинации с первичными ионами, и только небольшое число электронов с выходом 0 08 покидает поле первичного ионь ( разд. При концентрациях, больших 10 - 2 моль, ND3 начинает конкурировать с парной рекомбинацией положительных ионов и электронов. [17]

Парная рекомбинация должна производить возбужденный гексильный радикал, который разлагается либо в алкильный радикал и олефин, либо в гексен и атом водорода, обладающий кинетической энергией. Акцепторы заряда изменяют энергию, выделяющуюся в процессе соединения. Реакция (5.226) конкурирует с процессом парной рекомбинации носителей отрицательного и положительного зарядов, дающим, вероятно, возбужденные молекулы гексана. [18]

Процесс фотогенерации может быть разделен на два этапа [49]: ( а) поглощение кванта света, приводящее к образованию автоионизуюшегося состояния, и ( б) ионизация этого состояния или его дезактивация в основное состояние. Этот тип процессов подобен механизму ионизации антрацена ( см. разд. Применение к процессу генерации носителей онзаге-ровской теории парной рекомбинации ( разд. Экспериментальные значения отношений наклона к длине отрезка, отсекаемого на оси ординат ( см. разд. [19]

Затухание замедленной флуоресценции кристалла антрацена, облученного рентгеновскими лучами ( доза 2 l & R. 1 - в нулевом поле. 2 - поле Н 2 103 Гс приложено параллельно А-оси кристалла. [20]

Большое значение влияния магнитного поля на взаимодействие триплет-ных экситонов и захваченных ловушками зарядов в исследованиях проводимости обсуждается в разд. Следует подчеркнуть, что применение модуляции люминесценции магнитным полем ни в коем случае не ограничивается органическими твердыми телами. Например, внешнее магнитное поле также может изменять скорость парной рекомбинации ион-радикалов в растворах. [21]

Вильямсом [126] при низких концентрациях HD3, дал ему основание предположить, что большинство электронов участвует в пар ной рекомбинации с первичными ионами, и только небольшое число электронов с выходом 0 08 покидает поле первичного иони ( разд. При концентрациях, больших 10 - 2 моль, ND3 начинает конкурировать с парной рекомбинацией положительных ионов v электронов. [22]

В атмосфере молекулярного азота низкоэнергетичные ( sO 5 эВ) электроны теряют энергию в основном путем квазиупругих соударений, в каждом из которых теряется энергия порядка 10 4 от избыточной. Если в молекулярном азоте присутствуют примеси, захватывающие электроны, такие, как О2, то образуются отрицательные ионы. Эти отрицательные ионы будут быстро термализоваться, так что даже при давлении порядка атмосферного их гибель при парной рекомбинации будет достаточно хорошо описываться уравнениями Онзагера. Оказывается, однако, что экспериментальные результаты для положительно заряженных частиц, взвешенных в атмосфере молекулярного азота в присутствии внешнего поля, могут быть более рационально объяснены процессами, происходящими до, а не после захвата эмитированного электрона примесью. В настоящее время полностью обоснованная картина замедления электрона в газе типа N2 отсутствует, однако в первом приближении процесс выхода электрона можно описать на основании представления о критическом расстоянии гт [3], при котором возвращающее кулоновское поле равно внешнему полю. Это расстояние сильно зависит от угла в между внешним полем F и радиус-вектором г, соединяющим электрон с центром частицы. В целях упрощения используемого эвристического рассмотрения эта зависимость от угла в первом приближении не учитывается. [23]

Основные процессы, приводящие к фотогенерации носителей в ПВК. Слева от вертикальной штриховой линии показаны процессы собственной генерации, справа - несобственной. Обозначения в тексте. [24]

На рис. 6.5.46 показаны основные процессы, приводящие к фотогенерации носителей в ПВК. Предпосылкой к этой схеме является автоионизационный механизм собственной генерации носителей. Радиационный распад эксимера с константой скорости kp приводит к появлению эксимерной флуоресценции. В соответствии с природой парной рекомбинации должна наблюдаться зависимость квантового выхода носителей от напряженности электрического поля, подчиняющаяся закономерностям теории Онза-гера. Существование такой зависимости было продемонстрировано выше. Более того, время жизни эксимерной флуоресценции не зависит от электрического поля. [25]

Кроме влияния магнитного поля на люминесценцию, которое связано с соотношением между зеема-новским взаимодействием и тензором триплетной тонкой структуры, существуют эффекты магнитного поля, обусловленные сверхтонким взаимодействием электрона и дырки со спином ядра протона. Самым ярким среди них является модуляция замедленной флуоресценции, происходящей вследствие аннигиляции триплетных экситонов, создаваемых в основном веществе, таком, как антрацен, инжекцией из адсорбированного слоя сенсибилизирующего красителя, например родамина В. В этом случае при поглощении фотонов молекулами красителя рождаются синглетные эксито-ны, которые в дальнейшем на поверхности раздела краситель - кристалл образуют электронно-дырочные пары. Это промежуточное состояние показано на рис. 1.7.10. Электронно-дырочная пара в начальный момент создается в синглетном спиновом состоянии, но из-за сверхтонкого взаимодействия электрона и дырки с ядерным моментом молекул это состояние приобретает некоторую долю триплетности. По этой причине и появляется зависимость от магнитного поля поверхностной парной рекомбинации электронов и дырок. [26]

Если это предположение справед - jj ЛИБО, то величина / sc определяется кон - ум. При интенсивности света, использовавшейся в этих экспериментах ( 1 мВт / см2), такая зависимость от толщины позволяет исключить влияние области пространственного заряда. Существует, однако, и другое объяснение: кватовый выход генерации носителей заряда TJCC [ уравнение (3.69) ] может уменьшаться при увеличении потока падающего света. Величина TJCC сильно зависит от поля [82- 84, 492], прежде всего из-за существенного вклада парной рекомбинации в молекулярных полупроводниках. [27]

Большая часть общей энергии в конце концов превращается в химическую работу. Поэтому можно спросить, какая доля кинетической схемы обусловлена реакциями ионов. Согласно модели, развитой Самуэлем и Маги [93], рекомбинация пары ион - электрон должна происходить в пределах 0 1 псек. Поскольку для контролируемой диффузией реакции иона с молекулой растворителя требуется время жизни т ( fe-c) 1, составляющее 1 - 10 псек, использование этой модели для такой реакции маловероятно, прежде чем произойдет соединение с электроном. Некоторые доводы, однако, ставят под сомнение обоснованность допущения Самуэля - Маги. Ионные пары могут претерпевать парную рекомбинацию или диффундировать наружу, нейтрализуя свои заряды в процессах вторичной рекомбинации. Низкая удельная электропроводность порядка 10 - 18 ом-г-см г и высокое диэлектрическое пробивное напряжение 800 кв / см [64] не делают проблему измерения тока, вызванного ионизирующим излучением, слишком трудной. [28]

Большая часть общей энергии в конце концов превращается в химическую работу. Поэтому можно спросить, какая доля кинетической схемы обусловлена реакциями ионов. Согласно модели, развитой Самуэлем и Маги [ 931, рекомбинация пары ион - электрон должна происходить в пределах 0 1 псек. Поскольку для контролируемой диффузией реакции иона с молекулой растворителя требуется время жизни т ( k - c) 1, составляющее 1 - 10 леек, использование этой модели для такой реакции маловероятно, прежде чем произойдет соединение с электроном. Некоторые доводы, однако, ставят под сомнение обоснованность допущения Самуэля - Маги. Ионные пары могут претерпевать парную рекомбинацию или диффундировать наружу, нейтрализуя свои заряды в процессах вторичной рекомбинации. Низкая удельная электропроводность порядка 10 - 18 ом-1 - см-1 и высокое диэлектрическое пробивное напряжение 800 кв / см [64] не делают проблему измерения тока, вызванного ионизирующим излучением, слишком трудной. [29]

Важная проверка полевой зависимости скоростей прыжков была выполнена в работе [232] с использованием в качестве модельных соединений кристаллических полидиацетиленов ( см. описание этих соединений в разд. Эти соединения ( ПТС и ПДКГД) образуются при твердотельной полимеризации кристаллических ацетиленовых мономеров, в результате которой получаются высокоупорядоченные твердые кристаллы, состоящие из длинных сопряженных полимерных цепочек, которые удерживаются вместе силами Ван-дер - Ваальса. Минимальное ( С - С) - расстояние вдоль цепочки составляет - 1 2 А, а расстояние между ближайшими цепочками равно - 7 А. Значительные ковалентные силы вдоль цепочки и слабое вандерваальсово взаимодействие между различными цепочками приводят к значительной анизотропии электрических свойств. Это делает данные кристаллы хорошими примерами квазиодномерных систем. Заключение о столь высокой степени анизотропии следует из применения теории парной рекомбинации Онзагера, модифицированной для случая чисто одномерного движения. Для чисто одномерных систем в отсутствие внешнего электрического поля степень диссоциации электронно-дырочных пар должна быть равна нулю [95], поскольку частица, совершающая случайные-блуждания по одномерной решетке, должна вернуться к началу пути с вероятностью, равной единице. [30]

Страницы: 1 2 3