Длина - термализация
Cтраница 3
На первый взгляд этот результат может показаться странным. Поэтому, казалось бы, если поглощение в непрерывном спектре является основной причиной гибели квантов, длина термализации должна отличаться от ( З 1 лишь на множитель порядка единицы. В действительности это не так, поскольку длина термализации определяет не путь, проходимый квантом в среде, а его среднее смещение от места рождения до места гибели. Траектории квантов в среде представляют собой не прямые, а некоторые ломаные, и потому среднее смещение квантов может оказаться существенно меньше пути, проходимого ими в среде. [31]
Зависимости эффективности Ф фотогенерации носителей в ПВК от напряженности электрического поля F, измеренные при различных длинах волн возбуждающего света X [16]: квадраты - X 260 нм; кружки - X 295 нм; треугольники - X 345 нм. Сплошной, пунктирной и штриховой линиями показаны результаты расчета Ф по теории Онзагера, полученные для значений длины термализации г0, равных соответственно 30, 28 и 26 А. [33]
Неожиданным является значительный разброс величин L ( E), полученных разными авторами: Понг и Смит [53] приводят в случае CuPhc для электронов с энергией 1 5 эВ величину L ( E) 11 А, тогда как Бубнов и Франкевич [11] предлагают для этого же соединения L ( E) 80 А. На основе измерения полевой зависимости квантового выхода фотогенерации в органических кристаллах типа антрацена Чане и Браун [13] заключили, что для свободных электронов с энергией в несколько электронвольт над энергетической щелью Eg длина термализации составляет 50 - 70 А ( см. разд. При этом длины термализации, по-видимому, не сильно отличаются для различных органических твердых тел и жидкостей. [34]
Неожиданным является значительный разброс величин L ( E), полученных разными авторами: Понг и Смит [53] приводят в случае CuPhc для электронов с энергией 1 5 эВ величину L ( E) 11 А, тогда как Бубнов и Франкевич [11] предлагают для этого же соединения L ( E) 80 А. На основе измерения полевой зависимости квантового выхода фотогенерации в органических кристаллах типа антрацена Чане и Браун [13] заключили, что для свободных электронов с энергией в несколько электронвольт над энергетической щелью Eg длина термализации составляет 50 - 70 А ( см. разд. При этом длины термализации, по-видимому, не сильно отличаются для различных органических твердых тел и жидкостей. [35]
На первый взгляд этот результат может показаться странным. Поэтому, казалось бы, если поглощение в непрерывном спектре является основной причиной гибели квантов, длина термализации должна отличаться от ( З 1 лишь на множитель порядка единицы. В действительности это не так, поскольку длина термализации определяет не путь, проходимый квантом в среде, а его среднее смещение от места рождения до места гибели. Траектории квантов в среде представляют собой не прямые, а некоторые ломаные, и потому среднее смещение квантов может оказаться существенно меньше пути, проходимого ими в среде. [36]
Труднее вычислить длину термализации электрона г0, так как для этого необходимо знание механизмов потерь его энергии. Такой электрон должен термализоваться примерно за 66 соударений [61], пройдя при этом по прямой около 40 А. По экспериментальной оценке Брауна и Чанса [13], длина термализации электрона в антрацене равна - 60 А, откуда следует, что только немногие субколебательные электроны могут уйти на расстояния, большие критического радиуса. Этим и объясняются низкие значения квантового выхода ионизации, наблюдаемые в эксперименте. Более подробно вопросы, связанные с определением длины термализации электрона, будут рассмотрены в разд. [37]
Более конкретная информация о начальной рекомбинации носителей в антрацене может быть получена при его возбуждении рентгеновским излучением, исключающим влияние поверхности. Хьюз [46] обнаружил, что предсказания теории Онзагера отлично согласуются с зависимостью выхода носителей от электрического поля, измеренной экспериментально. Как станет ясно из дальнейшего обсуждения, теоретическое значение длины термализации в антрацене составляет - 50 А. [38]
Это значение намного превышает длину термализации, что указывает на важную роль внешнего электрического поля в процессе разделения зарядов. До сих пор считалось, что длина термализации не меняется с температурой, но это предположение не является абсолютно строгим. К примеру, можно предположить, что существует распределение длин термализации, и экспоненциальный хвост этого распределения при больших / заходит за кулоновский радиус захвата гс. [39]
Численные оценки величин в формуле ( 280) показывают, что учет рекомбинационных потоков с верхнего уровня может существенно уменьшить интенсивность источников излучения и уменьшить длину термализации континуума. Действительно, интенсивность этих процессов, описываемых в ( 279) в приближении Бибермана-Холстейна, зависит от вероятности вылета ( или гибели в процессах поглощения) резонансных квантов. Последняя величина зависит от числа пробегов резонансного излучения на длине термализации континуума. Если введенное в ( 280) отношение S приближается к единице, то источники излучения ( тормозные и фоторекомбинационные на верхних уровнях) в области континуума эффективно снижаются, а выходящее излучение уменьшается приближенно в - ( 1 - 6) раз. При этом фотоны, рожденные в глубоких горячих областях плазмы за порогом континуума, за счет эффекта дробления фотонов в процессах некогерентного рассеяния перерабатываются в линии и континуумы с меньшей энергией. Образующиеся резонансные кванты либо выносятся из плазмы, либо участвуют в дальнейших процессах термализации при энергиях меньших пороговой. Для доплеровского механизма уширения линий, как показывают оценки, величина S С 1 на длине термализации континуума, и влияние линий не должно быть существенным при формировании излучения в лаймановском континууме. Это условие может осуществиться при увеличении ширины линии, несмотря на относительно большое число пробегов резонансного излучения на длине термализации. При этом ширина спектра резонансного излучения остается малой по сравнению с пороговой энергией континуума и на условие лучистого равновесия практически не влияет. [40]
Общий вывод, который можно сделать из приведенных только что результатов, сводится к следующему. При почти консервативном рассеянии длина термализации очень чувствительна к поведению коэффициента поглощения в крыльях линии. Чем медленнее убывает коэффициент поглощения в крыльях, тем больше длина термализации. Насколько велико влияние различий в коэффициенте поглощения, можно судить по такому примеру. Таким образом, различие достигает многих порядков. Однако и сейчас еще приходится иногда встречаться с одной очень распространенной в недавнем прошлом ошибкой. Длину термализации отождествляют с диффузионной длиной не только при монохроматическом рассеянии ( что вполне допустимо при порядковых оценках), но и при рассеянии в частотах линий с любым коэффициентом поглощения, что уже совершенно недопустимо. К каким огромным ошибкам это может приводить, мы только что видели. [41]
Таким образом, при почти консервативном рассеянии длина термализации т и толщина пограничного слоя ть есть величины о / того порядка. В частности, все выводы о влиянии поведения коэффициента поглощения в крыльях линии на длину термализации, которые были сделаны в § 4.5, полностью переносятся и на толщину пограничного слоя. Чем медленнее убывает коэффициент поглощения в крыльях линии, тем больше толщина пограничного слоя, причем зависимость ть от формы линии очень сильная. [42]
Из рис. 6.5.36 можно видеть, что возбуждение первого синглетного состояния молекулы ПВК происходит при длине волны 360 нм, второго - при 300 нм и третьего - при 250 нм. С увеличением энергии возбуждающих квантов наблюдается ступенчатое возрастание выхода фотогенерации, при этом появление очередной ступеньки совпадает с возникновением возбуждения еще одного синглетного состояния молекулы. Соответствующие зависимости, полученные при разных длинах волн возбуждающего света, показаны на рис. 6.5.39. Начальный квантовый выход носителей во всех случаях одинаков, а длина термализации, рассчитанная с помощью модели Онзагера ( разд. [43]
Оно начинает заметно сказываться только с расстояний порядка диффузионной длины. В следующей главе мы увидим, что аналогичная картина наблюдается и при рассеянии света в частотах линий, с той разницей, что размеры области консервативного рассеяния определяются не диффузионной длиной, а так называемой длиной термализации. [44]
Классификация сред по роли диссипативных процессов в них, по существу, известна в теории переноса очень давно, но устоявшейся терминологии здесь нет. Хаммер [5] называют слабо диссипативные среды эффективно тонкими, сильно диссипативные - эффективно толстыми. Следует, впрочем, указать, что между понятиями дис-сипативности среды, длины термализации и толщины пограничного слоя существует теснейшая связь. [45]
Страницы: 1 2 3 4