Диффузия - экситон
Cтраница 1
Диффузия экситонов ( процесс IX) в чистых органических кристаллах характеризуется высокой эффективностью, но так как она не приводит к потери или уменьшению энергии возбуждения, то не влияет на те технические характеристики вещества, которые мы здесь рассматриваем. Диффузия экситонов является, однако, важным процессом при рассмотрении явлений на поверхности и переноса энергии в смешанных кристаллах. [1]
Идея о диффузии экситонов оказалась очень плодотворной, и описание миграции экситонов в диффузионном приближении в большинстве случаев оправдано. [2]
Современная теория диффузии экситонов исходит из представления о том, что возбуждение имеет локальный ха ра тер - Необходима теория, которая бы явно учитывала пространственное распределение энергии возбуждения. Именно распределение возбуждения по некоторой области кристалла, охватывающей сотни молекул, обеспечивает его относительную устойчивость и малую вероятность перехода в тепло. [3]
В этом случае коэффициент диффузии экситонов D столь мал, что диффузионное слагаемое в (6.95) можно опустить. [4]
В изложенных выше соображениях о диффузии свободных экситонов неявно предполагалось, что в результате рассеяния экситон остается в пределах одной и той же экситонной зоны. В действительности в молекулярных кристаллах в области низших возбужденных состояний обычно имеется несколько близко расположенных экситонных зон ( энергетическое расстояние порядка 0 05 эв), что может быть связано, например, либо с давыдовским расщеплением, либо с образованием электронно-колебательных зон. Это обстоятельство приводит к тому, что только при очень низких температурах в диффузии экситонов участвует одна самая низкая экситонная зона. При более высоких температурах имеет значение также заселенность и других зон. [5]
Причина такой большой величины коэффициента диффузии экситонов до сих пор не установлена. Так как коэффициент DT пропорционален квадрату интегралов переноса, можно ожидать превышения величины DT в тетрацене по сравнению с антраценом на порядок; стократное превышение, таким образом, является необычным. [6]
Напомним наконец, что приведенные выше результаты расчета коэффициента диффузии некогерентных экситонов были получены в предположении о преобладающей роли операторов экситон-фононного взаимодействия, линейных по смещению ядер. Учет и квадратичных слагаемых приводит для тензора Dik также к соотношению вида (5.12), в котором, однако, выражение gnm ( t), наряду с приведенными в ( 5.12 а), содержит дополнительные члены, обусловленные вкладом неучтенных при выводе (5.12) слагаемых в операторе экситон-фононного взаимодействия. Мы не будем здесь приводить более общее выражение для gnm ( г), поскольку оно весьма громоздко. [7]
Еще одним примером использования реакций с поверхностью для определения коэффициентов диффузии экситонов является работа Хаарера и Кастро [144] по исследованию монокристаллов фенантрена. В этих кристаллах перенос энергии в процессе реабсорбции флуоресценции минимален, так как по сравнению с антраценом они имеют низкий квантовый выход флуоресценции и значительно меньший ( приблизительно в десять раз) коэффициент синглетного поглощения. Можно обрабатывать кристаллы таким образом, чтобы образовывались поверхности с полным тушением, но существует также возможность приготовить кристаллы с поверхностью, на которой не происходит тушения. Для таких поверхностей кристалла градиент плотности синглетных экситонов на поверхности при х 0 равен нулю. На поверхности с полным тушением [ S ] ( 0) 0, и график зависимости экситонного потока на поверхность от обратного коэффициента поглощения дает длину диффузионного смещения без поправок / ( с) 1500 А. [9]
Это обстоятельство может оказаться весьма существенным для изучения температурной зависимости коэффициента диффузии экситонов в рассматриваемых здесь двумерных и квазидвумерных системах, ибо изменение величины P-PQ при изменении температуры в основном определяется в такого рода системах зависимостью от температуры именно коэффициента диффузии. [10]
Распад синглетного экситона у металлического электрода является быстрым процессом, тогда как диффузия экситона к поверхности протекает сравнительно медленно. Изучение отдельных стадий распада экситона на металлическом электроде после его диффузии к поверхности невозможно, если не уменьшить скорость распада экситона контролируемым образом. [11]
Наличие переориентированных молекул, вероятно, можно обнаружить не только путем изучения диффузии экситона, но также при исследовании физических свойств кристалла, которые чувствительны к рассеянию тех или иных волн на дефектах кристаллической структуры. С этой точки зрения интересны исследования уширения линий в спектрах поглощения, в спектрах комбинационного рассеяния, теплопроводности, электропроводности, внутреннего трения и других свойств кристаллов, достаточно чувствительных к дефектам структуры кристаллической решетки. [12]
Для того, чтобы в рамках стохастической модели ( см. § 12 предыдущей главы) получить выражение для коэффициента диффузии экситона, достаточно перейти от уравнения для матрицы плотности (4.141) к так называемому диффузионному приближению. [13]
Если оказывается, что электронное возбуждение имеет место у задней поверхности диэлектрика в результате поглощения света, ре-абсорбции флуоресценции или диффузии экситонов ( что особенно характерно для случая тонкого слоя диэлектрика), то на заднем электроде появится составляющая фото - ЭДС, противоположная той, которая возникла на переднем. Такую ситуацию иллюстрирует рис. 2.10.1 г для случая pl рг. [14]
Эта разность, вообще говоря, является величиной порядка 2 / J7, что еще раз показывает невозможность сведения расчета коэффициента диффузии экситона к расчету перекрытия его спектров испускания и поглощения света. [15]
Страницы: 1 2 3 4