Эволюция Анионных И Катионных Экситонов В Щелочно-Галоидных Кристаллах (О Б З О Р)

Abstract

Дан обзор проявлениям существования свободных анионных экситонов, процессов их автолокализации и сосуществования подвижных и автолокализованных экситонов (АЛЭ) в широкощелевых щелочно-галоидных кристаллах (ЩГК). Рассмотрены излучательный канал распада анионных экситонов с люминесценцией, а также особый тип безызлучательного канала -с рождением элементарных дефектов Френкеля (ДФ). Проанализированы критерии эффективности этого канала дефектообразования, возможные механизмы распада АЛЭ с рождением нейтральных и заряженных анионных ДФ, а также процессы размножения электронных возбуждений в ЩГК. Особое внимание уделено процессам распада катионных экситонов, в частности и с точки зрения возможности низкотемпературного создания элементарных ДФ в катионной подрешетке ЩГК. ВведениеПосле создания квантовомеханической теории твердо-го тела существенный прогресс в понимании физических явлений в кристаллических системах был связан с вве-дением концепции элементарных возбуждений. Наряду с фононами, электронами проводимости и зонными дырками к числу элементарных возбуждений (квазича-стиц) относятся и подвижные бестоковые собственные электронные возбуждения (ЭВ) -экситоны малого и большого радиусов, идею существования которых предложил Френкель [1-2].Экситоны большого радиуса, теоретически рассмот-ренные Ванье [3], были впервые обнаружены Гроссoм с сотрудниками в узкощелевой полупроводниковой си-стеме Cu 2 O [4,5]. На длинноволновом краю спектра фундаментального (собственного) поглощения была за-регистрирована водородоподобная серия узких линий, укладывающаяся в рамки модели Ванье для экситонов большого радиуса. В дальнейшем школой Гросса были обнаружены смещение экситонных полос поглощения при инверсии магнитного поля и эффект продольно по-перечного расщепления, подтверждающие когерентный характер движения экситонов в полупроводниках (см., например, [6]).В данном кратком обзоре мы рассмотрим экситонные процессы в широкощелевых щелочно-галоидных кри-сталлах (ЩГК) с кубической кристаллической струк-турой и преимущественно ионным характером связи. Экситоны в ШГК имеют малый радиус, сопоставимый с постоянной решетки. Учитывая наличие нескольких обзоров и монографий, посвященных детальному ана-лизу экспериментальных данных об экситонных про-цессах в ЩГК [7][8][9][10], мы ограничимся лишь кратким описанием проявления свободных и автолокализованных экситонов (СЭ и АЛЭ) в спектрах ЩГК. В последующих разделах внимание будет сконцентрировано на особом каналe безызлучательной аннигиляции АЛЭ с рожде-нием структурных, точечных дефектов кристаллической решетки ЩГК. Причем, наряду с прямым оптическим созданием экситонов, мы рассмотрим и случай создания вторичных экситонов в процессе размножения ЭВ. От-метим, что все вышеперечисленные процессы касаются анионных экситонов -оптических ЭВ, затрагивающих валентные электроны внешней оболочки ионов галоида. В заключительном разделе статьи будет рассмотрена " судьба" катионных экситонов, образующихся при фо-товозбуждении внешних электронов катиона. Энергия создания катионных экситонов в ЩГК варьир...

Электронно-Лучевая Зарядка Диэлектриков, Предварительно Облученных Ионами И Электронами Средних Энергий

“…В результате ЭСД кислорода на поверхности этих материалов наблюдалось обеднение кислородом тонкого приповерхностного слоя толщиной 0. Экситонный механизм создания радиационных де-фектов за счет возбуждения электронной подсистемы кристалла был предложен в работах [30,31] для объяс-нения ЭСД в щелочно-галоидных кристаллах. Согласно этой модели, электронный пучок, падая на поверхность кристалла, возбуждает его электронную подсистему, в результате чего в кристалле формируются электронно-дырочные пары и экситоны.…”

ОБРАЗОВАНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ СОСТОЯНИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ZnO ПРИ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ОБЛУЧЕНИИ ЭЛЕКТРОНАМИ

“…Для первого случая, конечно, нужны электроны с энергией в несколько МэВ. Во-втором случае при электронно-колебательном механизме (механизм Кнотека-Фейбельмана [27][28]) определяющим фактором является возбуждение электронной подсистемы полупроводника, в результате двукратной ионизации анион смещается из узла решетки и формируется френкелевская пара. Так как для двукратной ионизации кислорода нужна энергия в 35 эВ, а для цинка 18 эВ, происходит накопление отрицательного заряда.…”