Квант - колебание - решетка
Cтраница 1
Кванты колебаний решетки hVK иногда называют фононами по аналогии со световыми квантами - фотонами. [1]
Нсо Е), где процессы гибели экситона сопровождаются рождением одного или нескольких квантов колебаний решетки. Что же касается бесфононных процессов радиационной гибели экситона П ( Е, то в идеальном и безграничном кристалле эти процессы возможны ( при неучете эффектов смешивания экситонов и фотонов) только для длинноволновых экситонов, которым отвечают точки пересечения с ветвью спектра поперечного фотона ( см. рис. 4.3, а) и где в процессе превращения экситон - фотон одновременно выполняется не только закон сохранения энергии П ( ьЕ, но и закон сохранения импульса. [2]
 |
Возможная классификация типов вторичного свечения в зависимости. [3] |
На больших, чем период волны, временах, но меньших времени рождения кванта колебания решетки Тф - 10 - 12 с, формируется излучение резонансного комбинационного рассеяния. В этом случае в системе фазовая память еще сохраняется. Но если в результате релаксации электронного возбуждения успевают родиться несколько фононов, то информация о фазе первоначального возбуждения теряется. В этом случае наблюдаемое свечение называют горячей люминесценцией. За время трел - 10 - 9 ч - 10 - 10 с первоначально возбужденное электронное состояние может релаксировать в низшее возбужденное состояние, в результате чего устанавливается новое квазиравновесное распределение населенностей, характеризуемое температурой решетки. Высвечивание из этих состояний является обычной люминесценцией и происходит с интенсивностью, превышающей на несколько порядков интенсивность горячей люминесценции. Если электронное возбуждение при спонтанных переходах попадает на так называемые метаста-бильные уровни, время жизни которых тзахв может составлять несколько часов и даже суток, то в результате дальнейшей релаксации из этих долгоживущих состояний мы наблюдаем излучение фосфоресценции. Таким образом видно, что в зависимости от того или иного типа промежуточных состояний, которые проходит квантовая система между актами поглощения фотона и его испускания, процесс вторичного свечения можно классифицировать по-разному. [4]
Далее, в качестве начального состояния мы выберем состояние, в котором имеется электрон в точке хя и совсем нет квантов колебаний решетки. [5]
Поскольку, как было показано выше, такие переходы при взаимодействии двух тел: фотона с электроном - невозможны ( ибо они противоречили бы закону сохранения волнового числа), приходится принять, что при поглощении достаточно большой вероятностью обладают и процессы взаимодействия трех тел: фотона, электрона и кванта колебаний решетки - фонона. [6]
Обычно это силы, связанные с колебаниями решетки. С точки зрения квантовой теории эти силы появляются вследствие того, что электроны могут обмениваться фоноиами - квантами колебаний решетки. Эти силы всегда соответствуют притяжению и могут превышать непосредственное кулоновское отталкивание электронов. [7]
Таким образом, ftKs можно трактовать как импульс, приобретаемый решеткой вследствие соударения с электроном, так как соответствующий прирост энергии составляет ftvs. Весь процесс во многом напоминает возникновение фотона с энергией / zv и импульсом h / K. Кванты колебаний решетки, которые можно рассматривать как возникшие в результате взаимодействия электронов с атомами кристалла, называются фононами, а процессы, аналогичные рассмотренным выше - однофононными процессами. Кроме однофононных процессов рассеяния возможно также рассеяние с образованием или поглощением более чем одного фонона, так называемый многофононный механизм рассеяния. Многофононные процессы взаимного рассеяния фононов без участия электронов играют важную роль в механизмах теплопроводности решетки. Эти процессы обусловлены известным ангармонизмом колебаний решетки в реальных кристаллах. Представление о невзаимодействующих между собой гармонических колебаниях - фононах - является лишь первым приближением, достаточным для рассмотрения процессов рассеяния электронов, но вместе с тем абсолютно недостаточным для изучения явления теплопроводности кристаллической решетки или процесса установления равновесия среди фононов. [8]
При этом авторы следуют пионерским работам Дебая, Борна и Кармана. Законы дисперсии квантов колебаний решетки, называемых фононами, зависят от деталей структуры кристалла и от природы силовых полей, в которых колеблются атомы. Вместе с тем основные особенности фононов определяются причинами более общего характера. Глава, посвященная фононам, заканчивается кратким обсуждением влияния температуры на динамику атомов в твердых телах. [9]
Функции А / ( Е, & Е) и В / ( А) вычисляются приближенными методами с учетом квантовомеханических особенностей поведения электрона в твердом диэлектрике. Поскольку разные авторы используют различные приближения, то получают при этом и несколько различные результаты. Минимальное количество энергии, которое электрон может передать решетке, равно энергии фонона йдя - кванта колебаний решетки, где h - постоянная Планка, VA - дебаевская частота колебаний решетки. В резко возрастают, достигают максимума при энергии электрона порядка нескольких fcvA, а затем медленно убывают с ростом Д, поскольку с увеличением скорости электрона уменьшается вероятность столкновений его с фононами. [10]
 |
Схема, иллюстрирующая зависимости А f ( &. Д. ( - - - - - - - -, В / ( Д. [11] |
Функции A f ( S, ДЕ) и В / ( ДЕ) вычисляются приближенными методами с учетом квантово-механических особенностей поведения электрона в твердом диэлектрике. Поскольку разные авторы используют различные приближения, то получают при этом и несколько различные результаты. Минимальное количество энергии, которое электрон может передать решетке, равно энергии фонона hva - кванта колебаний решетки, где h - постоянная Планка, VA - дебаевская частота колебаний решетки. При ДЕ / пд потери энергии электрона В резко возрастают, достигают максимума при энергии электрона порядка нескольких hv &, а затем медленно убывают с ростом ДЕ, поскольку с увеличением скорости электрона уменьшается вероятность столкновений его с фононами. ДЕ) и В ДДЕ), соответствует энергии ДЕ ДЕР; при ДЕ ДЕР электрон в зоне проводимости диэлектрика ускоряется с течением времени, а при ДЕ ДЕР замедляется. [12]
 |
Схема, иллюстрирующая зависимости Л f ( S. А. ( ( - - - -, а также критерий пробоя AZ. i / 2 ( np Д. [13] |
AE) и B f ( AE) вычисляются приближенными методами с учетом квантово-механических особенностей поведения электрона в твердом диэлектрике. Поскольку разные авторы используют различные приближения, то получают при этом и несколько различные результаты. Минимальное количество энергии, которое электрон может передать решетке, равно энергии фонона / пд - кванта колебаний решетки, где h - постоянная Планка, vfl - дебаевская частота колебаний решетки. При АЕ hva потери энергии электрона В резко возрастают, достигают максимума при энергии электрона ш рядка нескольких / пд, а затем медленно убывают с ростом АЕ, поскольку с увеличением скорости электрона уменьшается вероятность столкновений его с фононами. АЕ) и B f ( AE), соответствует энергии АЕ А. АЕ АЕР электрон в зоне проводимости диэлектрика ускоряется с течением времени, а при АЕ С АЕР замедляется. [14]
В результате взаимодействия электронов с решеткой между отдельными электронами возможно возникновение сил притяжения. Механизм этого взаимодействия носит не только электростатический характер. С точки зрения квантовой теории эти силь появляются вследствие того, что электроны могут обмениваться фононами - квантами колебаний решетки. Обмен фононами приводит к слабому притяжению электронов. Если силы притяжения больше сил кулоновского отталкивания, то образуются связанные электронные пары с пониженной энергией. Электронный газ, состоящий из таких связанных электронных пар, обладает совершенно иными свойствами, чем обычный электронный газ. [15]
Страницы: 1 2