Cтраница 4
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. [46]
Кроме того, предполагается ( см. рис. 3.2.14), что длина термализации г, определяемая выражением (3.2.1.20), зависит только от энергии квантов. Недавно Си-линьш и др. [91] показали, что в тетрацене и пентацене при возбуждении их вблизи порога собственной фотоионизации Ф0, л - f ( hv F, Т), причем в пентацене эта зависимость более выражена, чем в антрацене и тетра-цене. В пентацене характер влияния F на / резко меняется с длиной волны возбуждающего света. При 2 2 эВ / не зависит от приложенного поля. При 2 6 эВ г 85 А при 105 В / см, 50 А при 103 В / см и 58 А при 104 В / см. Возрастание влияния внешнего электрического поля F с увеличением энергии квантов света связывается с увеличением времени термализации, что в свою очередь увеличивает время действия электрического поля. Длина термализации меняется также и с температурой, характер этой зависимости близок к тому, который представлен на рис. 4.4.20 для поли-диацетилена. [47]
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. [48]
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. [49]
Когда энергия электрона оказывается меньше колебательной энергии молекул ( субколебательная область), возможности дальнейших значительных потерь энергии становятся весьма ограниченными. Вследствие этого медленный электрон до захвата может перемещаться на большие расстояния, и эти перемещения в субколебательном состоянии составляют, в сущности, значительную часть полного пробега вторичных электронов. После этого в жидких углеводородах такой субэкситон-ный электрон перемещается всего на 10 - 20 А, а затем его энергия становится недостаточной уже и для возбуждения колебательных уровней молекул. В конце своего пути этот субколебательный электрон испытывает почти упругие столкновения, в которых испускаются акустические фононы. По оценкам за столкновение теряется энергия, равная 0 003 эВ, что составляет около 1011 эВ / с. Полное расстояние от той точки, где быстрый электрон появился в твердом теле или жидкости, до той точки, где его энергия стала сравнимой с kT, называют длиной нормализации электрона. Такая относительная независимость длины термализации от энергии электронов означает, что основное расстояние в веществе электроны проходят, будучи в субколебательном состоянии. В этом случае можно ожидать, что в отсутствие внешнего электрического поля при комнатной температуре вероятность рождения пары носителей в объеме твердого тела не будет сильно зависеть от разницы ( Е - Eg) между энергией оптического возбуждения Е и пороговой энергией объемной ионизации Eg. [50]
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. [51]