Cтраница 3
Излучательная рекомбинация, однако, является в них не единственным возможным механизмом рекомбинации. Наряду с ней существуют и другие виды рекомбинации, в частности ступенчатая рекомбинация через ловушки ( см. ниже), роль которой возрастает при повышении температуры. Время жизни определяется суммарным действием всех механизмов рекомбинации. Во многих материалах, в том числе кремнии и германии, экстремумы зависимостей Е ( р) не совпадают ( рис. 1.2), т.е. рекомбинирующие электрон и дырка во всех случаях имеют разные импульсы. Рекомбинация в этом случае безыз-лучательная. Этот тип рекомбинации в германии и кремнии играет заметную роль, но не является преобладающим. Для осуществления рекомбинации необходима встреча трех подвижных носителей - рекомбинирующих электрона и дырки и электрона или дырки, которым передается энергия, что маловероятно. [31]
Данные табл. 8.8 и 8.9 и рис. 8.25 показывают, что структурно-кинетическая модель позволяет не только описывать экспериментальные факты, но и рассчитывать скорости процессов в замороженных растворах на основе характеристик реакций в жидкой фазе. Она дает новое, физически наглядное объяснение таким явлениям, как кинетическая остановка химических реакций и ступенчатая рекомбинация радикалов в замороженных растворах. [32]
В работе [229] обнафужено, что изолированные радикалы отличаются высокой термостабилыностью и начинают - гибнуть лишь при 170 С, а кинетика их гибели, по свидетельству авторов, носит явно выраженный ступенчатый характер. Отсюда можно сделать вывод, что наличие радикальных оар не является необходимым условием для того, чтобы имела место ступенчатая рекомбинация. [33]
![]() |
Кинетика ступенчатой рекомбинации радикалов в н-октиловом спирте при последовательно повышающихся температурах ( образец облучен при 95 К, D 17 Мрд. [34] |
При определении GR следует также иметь в виду, что не во всех случаях процессы рекомбинации подчиняются обычным кинетическим законам первого и второго порядка. В ряде систем [4-6] в процессе размораживания образцов, облученных при 77 К, в некотором интервале температур наблюдается явление ступенчатой рекомбинации. [35]
Логарифмический закон гибели радикалов был получен ранее в работе [524] в рамках формально-кинетической модели бимолекулярных реакций в конденсированной фазе. Выражение (7.9) действительно позволяет описать выход на ступеньку, однако представления, развитые авторами работы [504], и выражение (7.9) не позволяют описать существенный момент ступенчатой рекомбинации, а именно, быстроту гибели значительной части радикалов в начальный период времени при переходе от одного изотермического режима к другому Т - vTV Скорость молекулярной релаксации в этот период, согласно [504], сне может превышать скорости гари более высокой температуре Т2 второго изотермического режима. [36]
При рекомбинации происходит переход электрона из зоны проводимости в валентную зону с выделением энергии, равной ширине запрещенной зоны. Первый случай соответствует непосредственной ( межзонной) рекомбинации, которая совершается при встрече и взаимодействии электрона и дырки. Второй случай соответствует ступенчатой рекомбинации через ловушки. [37]
Именно этот вид рекомбинации отражает особенности процесса, обусловленные распределением радикалов, свойствами матрицы, свойствами рекомбинирующих частиц. В связи с этим мы рассмотрим более подробно физические модели, которые могут объяснить ступенчатую рекомбинацию радикалов. [38]
Действительно, как показали Шварц и Маркс, радиационный выход радикалов сильно зависит от условий замораживания. Чтобы стандартизировать условия эксперимента, нам приходилось выдерживать циклогексан в течение некоторого времени немного ниже температуры плавления, для того чтобы полностью произошла кристаллизация и после этого он давал воспроизводимые результаты. Если же циклогексан быстро заморозить до низкой температуры, то, во-первых, наблюдается невоспроизводимость скорости рекомбинации вблизи Тп, а, во-вторых, - имеется ступенчатая рекомбинация при низких температурах. [39]
Стабилизированный в твердом теле радикал является своеобразной меткой, за которой можно наблюдать с помощью метода ЭПР. Спектры ЭПР дают ценную информацию как о самих радикалах, так и о свойствах образца в целом и способствуют пониманию особенностей низкотемпературных химических реакций. Одной из простейших химических реакций радикалов является их рекомбинация. Анализ ее особенностей необходим для выяснения механизма других, более сложных низкотемпературных процессов. На примере гибели радикалов впервые была четко показана роль фазовых переходов, обнаружено явление ступенчатой рекомбинации, отмечено влияние распределения радикалов на процессы их превращения в твердых телах. Эти вопросы представляют интерес для криохимии и будут затронуты в данной главе. [40]