Cтраница 3
Рассмотрим теперь безызлучательные процессы, обусловливающие это явление. В указанных выше соединениях поглощение света и флуоресценция представляют собой переходы в пределах хорошо экранированной системы я-электронов. Эти электроны занимают нелокализованные молекулярные орбитали и, хотя они участвуют в образовании химической связи, не они играют решающую роль в сохранении остова молекулы. Поглощение света переводит электрон на разрыхляющую я-орбиталь, с которой он возвращается при флуоресценции. Естественное время жизни флуоресценции органических молекул лежит обычно в пределах от 10-в до 10 - 8 сек. Однако наблюдаемое время жизни часто меньше вследствие существования конкурирующих и более быстрых процессов соударений, которые мы и рассмотрим. [31]
Совсем недавно Теренин и Ермолаев [16] сообщили, что они провели аналогичные исследования с рядом других веществ. Каждая из приведенных в ней донорных молекул способна возбудить каждую из акцепторных молекул. Как и следовало ожидать, все триплетные энергетические уровни доноров расположены выше триплетных уровней акцепторных молекул, но настолько близко к ним, что спектр излучения донора до некоторой степени налагается на спектр поглощения акцептора. Общая картина расположения энергетических уровней донора ( бен-зофенон) и акцептора ( нафталин) показана на фиг. Эти эксперименты представляют особый интерес, так как в них, ввиду малой вероятности поглощения квантов света, соответствующих прямому переходу в трип-летное состояние, совершенно исключен тривиальный процесс излучения и реабсорбции света, который в некоторых других случаях может иметь большое значение. Теренин и Ермолаев установили, что с увеличением концентрации акцептора уменьшается наблюдаемое время жизни флуоресценции донорных молекул и ее квантовый выход. При благоприятных условиях квантовый выход для нафталина, служившего акцептором энергии возбуждения молекул бензальдегида, действительно оказался больше выхода, которого можно было достичь в отсутствие бензальдегида при прямом возбуждении самого нафталина в его собственной ( синглетной) полосе поглощения. [32]
Процесс тепловыделения при химической реакции в шаровой молнии имеет ряд особенностей, которые накладывают на него определенные условия. Для обеспечения наблюдаемых параметров шаровой молнии необходимы относительно высокие значения удельного энерговыделения. Если энергозапас шаровой молнии использовать для нагревания активного вещества шаровой молнии и воздуха, в котором это вещество находится, то при этом их общая температура повысится, во всяком случае, на несколько тысяч градусов. К этому выводу можно прийти, основываясь на анализе наблюдаемых фактов, а также численных оценок, которые будут сделаны в следующей главе. С другой стороны, такая высокая интенсивность процесса должна сочетаться с медленностью его протекания - он должен протекать за время порядка наблюдаемого времени жизни шаровой молнии. [33]
Действительный механизм рекомбинации еще не полностью изучен. Для германия и кремния расчеты, основанные на модели свободно перемещающейся дырки, рекомбинирующей со свободно перемещающимся электроном, дают намного большую величину времени жизни носителей, чем экспериментальные измерения. В общем можно сказать, что для тех полупроводников, у которых минимум зоны проводимости не расположен над максимумом валентной зоны, измеренное время жизни носителей всегда меньше времени, рассчитанного на основе прямой рекомбинации. Заметим, что в таких случаях в процессе прямой рекомбинации необходимым образом должны участвовать не только фотоны, но и фононы для того, чтобы удовлетворялся закон сохранения энергии и импульса. Однако в тех полупроводниках, где минимум зоны проводимости и максимум валентной зоны соответствуют одному и тому же значению кс, фононы не должны участвовать в процессе рекомбинации. В этом случае расчетное время жизни прямой рекомбинации намного ближе к экспериментально наблюдаемому времени жизни носителей, чем в полупроводниках типа кремния и германия. [34]