Диссоциация - экситон
Cтраница 3
Отсутствие большой энергии активации фототока при генерации дырок и электронов в объеме кристалла с длиной волны 2800 А говорит о том, что внутри кристалла электроны захватываются ловушками ничуть не больше дырок. При увеличении энергии возбуждающего света, начиная с 3 9 эВ, наблюдается существенное отклонение спектральной зависимости выхода электронов от спектра поглощения антрацена. На рис. 3.1.11 и 3.1.12 приведены данные, полученные соответственно на кристаллах с электродами из проводящего прозрачного слоя SnO2 или дистиллированной воды. Так как дистиллированная вода не инжектирует в антрацен электроны, представленная на рис. 3.1.12 спектральная зависимость / - больше соответствует собственному механизму генерации носителей тока. В то же время подобие спектра возбуждения / спектру поглощения вещества указывает на то, что дырки рождаются при диссоциации экситонов на электроде. Впервые результаты, подобные представленным на рис. 3.1.11 и 3.1.12, были получены Кастро и Хорнигом в работе [20] и правильно объяснены ими как свидетельство возникновения генерации дырок и электронов в объеме кристалла. [31]
Типичная экспериментальная установка схематически представлена на рис. 2.5.40. На одну поверхность кристалла напылен слой алюминия, а от второй поверхности слой алюминия отделен прослойкой жирной кислоты. Вначале рассмотрим кристалл п-хлоранила толщиной порядка 30 мкм с алюминиевыми контактами и последовательностью прослоек из жирной кислоты, содержащей в цепи от 14 до 20 атомов углерода. Толщина прослойки получается по формуле dn 1 35и А, где п - число атомов углерода в цепи. На рис. 2.5.41 показан пример спектра возбуждения фототока и приводится схема расположения электродов. В основном фототек насыщения коррелирует со спектром поглощения кристалла, что указывает на то, что на контакте происходит диссоциация экситонов, которая достигает максимальных значений, если освещенный электрод находится при отрицательном потенциале, т.е. когда носителем заряда является электрон. Прохождение носителя через слой жирной кислоты, конечно, требует определенной затраты времени. Однако не это является решающим фактором, определяющим скорость реакции, на что указывает зависимость тока от обработки освещенной поверхности. [33]
Фактически эти последовательности пиков служат доказательством существования экситонов Ванье - Мотта, важнейшим условием существования которых является высокая диэлектрическая проницаемость азидов. С более простой точки зрения, можно было бы считать, что предел последовательности ( п) совпадает с границей полосы проводимости. Поэтому имеющиеся данные не позволяют сделать определенного заключения о положении междузонного перехода в азидах натрия и цезия. В случае же азида калия имеются признаки дальнейшей тонкой структуры. Именно за экситонным пределом появляется участок шириною около 0 3 эв, в котором суммарная вероятность перехода проходит через минимум и имеется плечо при 8 7 эв, происхождение которого не было объяснено. Для выяснения природы этого участка требовалось всего лишь, чтобы спектр был исследован в поляризованном свете на ориентированном монокристалле. В настоящее же время для объяснения строения этого участка спектра указывают на наблюдавшуюся на одном из образцов хемилюминесценцию. Однако отсутствие этого минимума в спектре азида рубидия делает это объяснение маловероятным. Теоретически можно было бы ожидать, что истинное разрешенное междузонное поглощение имеет границу, обусловленную вертикальным переходом в центре бриллюеновской зоны ( k f 0), но что у валентной зоны имеются восходящие ветви. Ответы на эти вопросы будут получены после проведения теоретико-группового анализа энергетических уровней. При рассмотрении собственной проводимости и других свойств эти данные следует использовать достаточно осторожно, так как ясно, что фоторазложение создает центры с избытком электронов, которые служат источниками электронов при облучении фотонами, энергия которых значительно ниже междузонного порога. Это хорошо иллюстрируется данными, приведенными на рис. 4.8, 4.9 для азидов натрия и калия. Какие-либо признаки фототока, обусловленного диссоциацией локализованных экситонов, отсутствуют, по крайней мере в образцах, специально предварительно не засвеченных. [34]
Страницы: 1 2 3