Cтраница 2
Прежде всего следует заметить, что в материалах с большой диэлектрической проницаемостью и малой эффективной массой экситонные линии наблюдаются только при очень низких температурах. Дело в том, что если энергия связи экситона ( формула (2.76)) гораздо меньше характерной энергии теплового движения ksT, то экситонные уровни становятся неотличимыми от зоны проводимости. [16]
Существование биэксито-нов в ароматических кристаллах до сих пор вызывает сомнение из-за эффективности аннигиляционных взаимодействий. В неорганических веществах отождествление уровней биэкситона производится на основе спектра и поляризационных свойств [154] двухфотонного поглощения кристаллов, а также из известной структуры экситонных уровней и люминесценции, возникающей при излучательном распаде экситонной молекулы на экситон и фотон. В CuCl биэкситоны рекомбинируют с временем жизни, равном приблизительно 3 не [125], превращаясь в фотон и один экситон отдачи. [17]
Энергия возбуждения может передаваться от атома к атому, поэтому экситон движется по кристаллу. Экситон - это движение в кристалле состояния возбуждения атомов, но не движение возбужденного атома. Если возможно несколько различных возбужденных состояний, то в запрещенной зоне должно находиться несколько различных уровней энергии. Экситонные уровни подобны системе уровней примеси. [18]
![]() |
Схематическое изображение структуры полосы поглощения света кристаллов. Водородоподобные линии поглощения слева от пороговой частоты свидетельствуют о возникновении экси-тоиов. [19] |
Экситоны - реально существующие квазичастицы. Их существование проявляется в оптических свойствах кристаллов. Экситонные уровни энергии располагаются там, где по зонной теории уровней быть не должно. [20]
Как уже отмечалось, помимо непрерывного спектра поглощения, обусловленного разрешенными между зонными переходами, может иметь место и поглощение при переходах на дискретные экситонные уровни. Хотя каждому связанному состоянию экси-тона соответствует целая энергетическая зона), в процессе поглощения светового кванта при прямом переходе из каждой зоны может возбудиться только один дискретный уровень, отвечающий нулевому волновому вектору центра инерции зкситона. Иначе говоря, эти линии лежат ниже порога, за которым начинается непрерывный1 спектр поглощения для прямых переходов. Таким образом, коэффициент поглощения с переходом на экситонные уровни убывает как п - 3; по мере увеличения числа п этот спектр поглощения в конце концов сливается с непрерывным спектром, описанным выше. [21]
Переход электрона из валентной зоны в зону проводимости равносилен ионизации атома основного вещества. Для этого атому необходимо сообщить энергию не меньшую ширины запрещенной зоны. Если атом может поглотить энергию меньше ширины запрещенной зоны, то электрон остается связанным с данным атомом, а атом должен быть в возбужденном состоянии. Этому состоянию атома ( точнее всего кристалла) должен соответствовать уровень энергии, лежащий в запрещенной зоне. Энергия возбуждения может передаваться от атома к атому, поэтому экситон движется по кристаллу. Экситон - это движение в кристалле состояния возбуждения атомов, но не движение возбужденного атома. Если возможно несколько различных возбужденных состояний, то в запрещенной зоне должно находиться несколько различных уровней энергии. Экситонные уровни подобны системе уровней примеси. [22]