Cтраница 2
Энергия связи здесь составляет по оценке 0 05 эВ, т.е. ее значение сравнимо с энергией связи пары ( 0 03 эВ), которая была рассчитана для ППФ. Антисолитон представляет собой парный соли-тону дефект-солитон. Антисолитон аннигилирует с солитоном с образованием свободной от дефектов цепочки. Антиполярон представляет собой комбинацию из заряженного солитона и нейтрального антисолитона. Эволюция состояний внутри запрещенной зоны в зависимости от концентрации легирующей примеси может быть описана следующим образом. При слабом легировании внутри запрещенной зоны возникают как связывающие, так и разрыхляющие локализованные поляронные состояния. При повышении уровня легирования локализованные поляронные состояния сливаются и формируют две поляронные зоны. В полиацетиленах взаимодействие полярона с антиполяроном того же знака заряда приводит к образованию двух свободных заряженных солитонов. Этот процесс происходит только в полиацетиленах, где вырожденность основного состояния позволяет заряженным солитонам, которые остались после аннигиляции нейтральных солитона и антисолитона, уйти друг от друга. В ППФ и других проводящих полимерах, не обладающих вырожденным основным состоянием, два заряженных дефекта не могут разделиться, и в результате формируется биполярон. Биполяроны представляют собой коррелированные пары из заряженных солитона и антисолитона. При еще более высокой концентрации легирующей примеси формируются биполяронные зоны. [16]
Электрон и ионизованный атом примеси поляризуют своим электрическим полем окружающую среду тем сильнее, чем выше ее диэлектрическая постоянная. Следует различать два типа поляризации среды: 1) смещение электронов в решетке, следующее со скоростью оптических колебаний, примерно через 10 - 10 сек. Эти процессы перехода к новому статистическому распределению в электрическом поле протекают гораздо медленнее - в течение 10 - 13 сек. При втором типе поляризации г п2 и значительно больше, чем в первом случае. Поляризация среды всегда ведет к освобождению энергии. В результате поляризации энергетический уровень электрона снижается. Если этот уровень совпадал с нижней границей свободной зоны, то по мере перераспределения окружающих элементов кристаллической решетки уровень переходит в запретную зону. В ионных кристаллах снижение уровня может достигать нескольких десятых долей электроновольта. Когда электрон движется, он увлекает за собой и созданное им состояние поляризации. Все новые участки кристалла, в которые переместился электрон, поляризуются, тогда как оставленные участки возвращаются в первоначальное состояние. Поляронные состояния образуют в кристалле сплошную зону, охватывающую весь кристалл, внутри которого полярон движется по тем же законам, как и электрон в свободной зоне, и с подвижностью того же порядка. [17]