Донорное состояние
Cтраница 3
Как было показано, рассеяние фононов на донорах весьма чувствительно к детальной структуре основного электронного состояния последних. С другой стороны известно, что электронную структуру нижайших донорных состояний можно легко изменять посредством упругих напряжений [805-809], что должно повлечь за собой и изменения в рассеянии фононов на донорах. [31]
Уменьшение энергии лазерного излучения, таким образом, приводит к уменьшению числа акцепторов. В свою очередь это ведет к уменьшению скорости распада донорных состояний, поскольку будет меньше молекул, которым они могут передать свою энергию. Надо иметь в виду также и то, что при использовавшихся в экспериментах [169] температурах Т - 4 2 К процессы переноса энергии с участием фононов играют пренебрежимо малую роль. Затухание фосфоресценции при высокой концентрации акцепторов, т.е. при высокой энергии возбуждения, согласуется с одномерным триплетным механизмом передачи энергии, поскольку при таком малом времени жизни возбужденного состояния эффективными могут быть только короткодействующие обменные взаимодействия. Скорость переноса была пропорциональна ехр ( - уК), где R - расстояние между донором и акцептором, а 7 - константа взаимодействия. При низкой концентрации акцепторов, которая соответствует возбуждению бесфононного перехода S0 - Tl в длинноволновой области, для объяснения формы линии фосфоресценции необходимо учитывать трехмерный изотропный диполь-дипольный перенос энергии. Этот результат был приписан увеличению времени жизни донора и уменьшению концентрации соседних с ним акцепторов. При достаточно длинноволновом возбуждении происходит локализация возбуждений на тех узлах, где они возникают. [32]
Можно полагать, что инжекция электронов требует заметной энергии активации, если при комнатной температуре не наблюдается никакого анодного тока. Другое отличие между темновым и фотокатализом связано с ролью плотности донорных состояний катализатора. Следует ожидать, что плотность доноров не будет оказывать влияния на фотокаталитические процессы, если фотогенерация основных носителей мала в сравнении с концентрацией носителей в темноте. Скорость фотокаталитической реакции определяется главным образом скоростью генерации дырок под действием поглощенного света. Хотя плотность доноров влияет на величину поверхностного барьера в фотокаталитических условиях, тем не менее на величине скорости это не сказывается, так как поверхностный барьер свободно устанавливается таким образом, что концентрация электронов на поверхности остается постоянной величиной. [33]
Полоса 1 51 эВ, связанная с аннигиляцией свободных и связанных экситонов, исчезает очень быстро, т 15 не. Полоса при 1 49 эВ связана с электронами, находящимися в возбужденных донорных состояниях, которые рекомбинируют с акцепторами, находящимися в основном состоянии. [34]
Даже в тех случаях, когда реакция радиолитического превращения незначительна, в ароматических системах образуется достаточное количество продуктов со свойствами акцепторов, способных значительно изменить радиационно-химические свойства чистых углеводородов. Эти продукты могут а) конкурировать с другими акцепторами энергии посредством тушения донорных состояний или б) участвовать в дальнейшем во вторичных реакциях, если они фотохимически активны. Случай ( а) иллюстрируется следующими наблюдениями. Черняк и др. [48] показали, что, как только доза превышает величину 0 1 Мрад, восстановление хлорного железа в бензоле перестает возрастать с дозой. Носворти и Кин [182] обнаружили, что даже при малой дозе время жизни антрацена, возбужденного бензолом до триплетного состояния, предположительно укорачивается продуктами радиолиза. [35]
Даже в тех случаях, когда реакция радиолитического превращения незначительна, в ароматических системах образуется достаточное количество продуктов со свойствами акцепторов, способных значительно изменить радиационно-химические свойства чистых углеводородов. Эти продукты могут а) конкурировать с другими акцепторами энергии посредством тушения донорных состояний или б) участвовать в дальнейшем во вторичных реакциях, если они фотохимически активны. Случай ( а) иллюстрируется следующими наблюдениями. Черняк и др. [48] показали, что, как только доза превышает величину 0 1 Мрад, восстановление хлорного железа в бензоле перестает возрастать с дозой. Носворти и Кнн [182] обнаружили, что даже при малой дозе время жизни антрацена, возбужденного бензолом до триплетного состояния, предположительно укорачивается продуктами радиолиза. [36]
 |
Теплоты адсорбции СО иг поликристэллических переходных металлах. [37] |
Диэлектрики, в том числе многие оксиды, галогениды и другие соединения, имеют широкую запрещенную зону. Орбитали катионов формируют акцепторные состояния, лежащие ниже дна зоны проводимости, а анионов - донорные состояния над вершиной валентной зоны. Первые способны принимать электроны от моле - Очкул субстрата, вторые - отдавать их. Тем самым поверхностные ч ионы вступают в донорно-акцепторное взаимодействие с адсорби - рованными молекулами, что дает основание отождествить их с г чльюисовскими кислотными или основными центрами в зависи-мости от направления переноса заряда. [38]
В полупроводниках с высокой степенью ионности диэлектрическая проницаемость имеет меньшую величину, а эффективная масса - большую. Поэтому, например, в кристалле селенида цинка аналогичный расчет энергии связи дает значение 0 07 эВ, и в этом случае большинство донорных состояний при комнатной температуре оказываются занятыми. [40]
Имея в виду это обстоятельство, можно считать установленным, что сверхтонкое расщепление в кремнии, легированном фосфором, действительно можно считать связанным с электронами в обычных донорных состояниях. [41]
Возросшая заселенность донорных уровней компенсируется последующей ионизацией посредством термического переброса электронов в зону проводимости. Квазиуровень Ферми донорных состояний смещается по направлению к зоне проводимости, что выражается в уменьшении температурного коэффициента процесса проводимости. По существу эта концепция весьма сходна с постулатом об образовании ионов карбония при адсорбции углеводородов, но ее преимущество заключается в том, что она облегчает более подробное рассмотрение основных аспектов явлений. [42]
Самосогласованный расчет зависимости отношения N / B ( где N - концентрация носителей а инверсионном слое и в - напряженность магнитного поля) от 1 / В приводит к квантованным значениям ( плато) в конечных интервалах магнитного поля В, что согласуется с измерениями холловского сопротивления, выполненными Цуи и Госсардом. Электроны поставляются в инверсионный слой ионизованными донорами, которые благодаря изгибу зон имеют непрерывное распределение по энергии. При прохождении уровней Ландау мимо донорных состояний последние заполняются или опустошаются, что приводит к образованию плато. [43]
Примесный уровень может принять только один электрон ( или дырку), но принятый электрон ( или дырка) может занять состояние со спином V. Таким образом, состояние оказывается двукратно вырожденным при учете спинового вырождения. Тогда - фактор для электронов на донорных состояниях или дырок на акцепторных состояниях должен быть равен двум; - фактор для дырок на донорных состояниях или электронов на акцепторных состояниях можно вычислить, воспользовавшись соотношениями, аналогичными по форме уравнению (3.5): / Jj - ( - fd 1; / jj / 1 ( индексы а и d относятся к акцепторным и донорным состояниям), g - факторы для дырок на донорных уровнях и электронов на акцепторных уровнях будут равны V. В современной литературе термин фактор спинового вырождения применяют или к величине g, или к величине g 1 в зависимости от того, какая из них больше единицы. Следует отметить, что, если учесть другие механизмы вырождения примесных состояний, кроме спинового, значения - фактора могут получиться больше двух. Например, если примесное состояние отщепляется от разрешенной зоны сложной энергетической структуры, то вырождение состояний в экстремальных точках разрешенной зоны переносится и на примесное состояние. [44]
Этот метод в принципе прост, но в общем случае связан с громоздкими вычислениями. Скорость, с которой электроны переходят из донорных состояний в зону проводимости, пропорциональна числу свободных состояний в зоне проводимости N с и числу заполненных донорных состояний ( [ DT ] - [ А ] - [ е - ]), причем удельная константа скорости равна &4. Скорость возвращения в исходное состояние пропорциональна числу электронов в зоне проводимости [ е - ] и числу свободных донорных состояний ( ЫП [ е - ] Ш ], и каждое из них учитывается дважды, так как электрон может иметь любое из двух значений спина. [45]
Страницы: 1 2 3 4