Дефазировка
Cтраница 3
В этом случае принято говорить об уширении спектральной линии, обусловленном процессами дефазировки колебаний. Различие в физике релаксации энергии и дефазировки колебаний наиболее последовательно учитывается при квантовомеханическом описании. Времена релаксации 7 и Tz, входящие в уравнения двухуровневой системы (1.6.20), (1.6.21), характеризуют скорости затухания энергии и дефазировки. [31]
Таким образом, эффект взаимодействия сводится к простому умножению интерференционного члена на интеграл перекрытия J drjxK Xr) вычисленный в момент времени TQ. Первый из указанных выше способов интерпретации механизма дефазировки непосредственно иллюстрируется выражением (3.3), в котором два состояния среды в момент TO, входящие в скалярное произведение, ассоциированы с двумя электронными парциальными волнами. [33]
Как мы увидим в § 4 ( формула (3.46)), последовательный учет принципа Паули приводит к вычитанию членов, содержащих tanh ии coth, что приводит к обращению в нуль подынтегрального выражения при kBT С Н ио для обоих знаков энергии Нио. Это, в свою очередь, обеспечивает обращение в нуль скорости дефазировки при Т О. [34]
В результате к 1987 г. долгий путь сокращения временных масштабов был пройден практически до конца: получены импульсы длительностью ти6 фс в видимом диапазоне ( всего три периода световых колебаний) и ти40 фс на длине волны излучения СО2 лазера - световой импульс в один период колебаний. Освоение фемтосекундного масштаба времени означает фактически полную реализацию возможностей оптики в изучении быстропротекающих процессов релаксации энергии и дефазировки оптических возбуждений в веществе. [35]
G ( t - Т) и G ( t - Т) становятся очень малыми. Этот спад ( / x ( t), конечно, не имеет ничего общего со спадом атомного возбуждения, а является следствием дефазировки, которая происходит среди атомных диполей с различными частотами. На самом деле, сделанное вначале предположение о том, что все атомы сконцентрированы в области пространства, которое мало по сравнению с длиной волны, имеет последствия, выходящие за рамки данного раздела. Как будет видно в разд. Тем не менее, для достаточно коротких неоднородных времен жизни Т2, выражения (16.1.8) являются хорошим приближением для макроскопического дипольного момента. [36]
Это уравнение является основным при рассмотрении многофотонных переходов в TV-уровневых системах. Так как N - любое число ( 1), наши результаты, естественно, будут применимы и для двух - и трехуровневых систем. В этом разделе мы не будем использовать аппарат матрицы плотности, поэтому такие релаксационные процессы, как дефазировка и особенно спонтанный распад, нельзя описать адекватно. [37]
Этот факт также следует и непосредственно из выражения (3.5) еще до усреднения по примесному ансамблю. Если и частица и среда первоначально находятся в своих основных состояниях, то одновременное выполнение условий Epj Epji и ESjH ESjTn просто невозможно. Все это следует непосредственно из основных принципов термодинамики, и мы надеемся, что периодически возобновляющаяся дискуссия об универсальной дефазировке при Т 0 будет, наконец, закрыта под влиянием этих очень общих аргументов. [38]
В этом случае принято говорить об уширении спектральной линии, обусловленном процессами дефазировки колебаний. Различие в физике релаксации энергии и дефазировки колебаний наиболее последовательно учитывается при квантовомеханическом описании. Времена релаксации 7 и Tz, входящие в уравнения двухуровневой системы (1.6.20), (1.6.21), характеризуют скорости затухания энергии и дефазировки. [39]
В кристаллах типа антрацена с подвижностью носителей порядка 1 см2 В 1 с 1 парная рекомбинация происходит быстро ( 10 - с), начальное ионизованное состояние синглетно, и поэтому при начальной рекомбинации в экситонные состояния преимущественно образуются синглет-ные, а не статистически более вероятные триплетные экситоны. Однако это не всегда наблюдается в органических твердых телах и не обязательно для парной рекомбинации носителей в органических жидкостях. Критическим фактором, определяющим отношение концентраций триплетных и синглетных состояний, является отношение времен рекомбинации и дефа-зировки спинов рекомбинирующих ионов. Дефазировка может происходить в результате взаимодействия триплетных состояний с фононами решетки; в твердых телах типа антрацена по оценкам на это требуется около 10 - 8 с. В твердых телах типа антрацена начальная рекомбинация дырок и электронов, находящихся в основном состоянии, заканчивается за несколько пикосекунд, следовательно, в этом случае должна преобладать рекомбинация в синглетное состояние. Однако при возбуждении рентгеновским излучением было обнаружено [47], что отношение концентраций синглетных и триплетных экситонов близко к единице, что приписывается авторами действию эффективной спин-решеточной релаксации в высоковозбужденных состояниях. [40]
Для этого необходимо присутствие большого числа низко-энергетических мод в окружении. Это довольно специфическая модель, и ее требования могут выполняться или не выполняться в реальных образцах. Возможно, впрочем, существование и других моделей с подобной же динамикой. Линий раз подчеркнем, что эти модели не приводят к дефазировке за счет взаимодействия с нулевыми колебаниями. Также существенным может быть неравновесное поведение системы при низкой температуре. [41]
В первом параграфе этой главы мы представим общую картину потери фазовой когерентности за счет взаимодействия с окружением. Полностью это изменение будет учтено в § 5; мы увидим, что его учет не изменяет качественной картины явления. В § 2, в рамках метода интегралов по траекториям, изучается дефазировка заряженной пробной частицы за счет взаимодействия с электронами проводника, а в § 3 приводятся конкретные результаты для образцов различной геометрии. В § 4 рассказано о связи дефазировки с обычными процессами электрон-электронного рассеяния и о роли тождественности интерферирующего электрона с другими электронами. В § 5, представлен более последовательный подход, который не использует квазиклассического приближения и полностью учитывает принцип Паули. Окончательное выражение для скорости дефазировки оказывается очень общим и полезно как для проведения конкретных вычисления, так и для понимания физики процесса. [42]
В этом пределе ни электрон, ни среда не обладают энергией для обмена. Это очень общее утверждение, и оно справедливо как для интерференции пробной частицы, которая отлична от электронов резервуара, так и для электрона проводимости, который подчиняется принципу Паули вместе с электронами резервуара. Это условие необходимо, потому что рассматриваемый линейный транспорт определяется ( см. приложение А) равновесными динамическими корреляционными функциями. Очевидно, однако, что ничто не мешает частице с высокой энергией, далекой от равновесия, термализоваться в резервуаре при Т - 0, передав ему свою энергию и потеряв тем самым фазовую когерентность в этом процессе. Дефазировка частицы, которая далека от равновесия с резервуаром при Т 0, конечно же, возможна. Мы должны четко понимать, что слишком большая скорость сбоя фазы при очень низких температурах может объясняться неравновесными эффектами. [43]
В первом параграфе этой главы мы представим общую картину потери фазовой когерентности за счет взаимодействия с окружением. Полностью это изменение будет учтено в § 5; мы увидим, что его учет не изменяет качественной картины явления. В § 2, в рамках метода интегралов по траекториям, изучается дефазировка заряженной пробной частицы за счет взаимодействия с электронами проводника, а в § 3 приводятся конкретные результаты для образцов различной геометрии. В § 4 рассказано о связи дефазировки с обычными процессами электрон-электронного рассеяния и о роли тождественности интерферирующего электрона с другими электронами. В § 5, представлен более последовательный подход, который не использует квазиклассического приближения и полностью учитывает принцип Паули. Окончательное выражение для скорости дефазировки оказывается очень общим и полезно как для проведения конкретных вычисления, так и для понимания физики процесса. [44]
В момент t 0 эти два состояния идентичны. За время эксперимента каждая парциальная волна по-своему взаимодействует с окружением, и поэтому два состояния, проэволюционировав во времени, становятся различными. Если эти два конечные состояния среды оказываются ортогональными, то мы можем по конечному состоянию среды определить путь, по которому прошел электрон. Квантовая интерференция, которая есть следствие неопределенности в выборе траектории, при этом полностью исчезает. В более общих терминах, скорость дефазировки можно определить как скорость, с которой окружение собирает информацию о траектории электрона. [45]
Страницы: 1 2 3 4