Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Агранович В.М. -> "Теория экситонов" -> 110

Теория экситонов - Агранович В.М.

Агранович В.М. Теория экситонов — М.: Наука, 1968. — 384 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyaexkidov1968.pdf
Предыдущая << 1 .. 104 105 106 107 108 109 < 110 > 111 112 113 114 115 116 .. 155 >> Следующая

переноса энергии электронов интересно не только с чисто
теоретической точки зрения, но также и для многочисленных
приложений, ибо в настоящее время можно считать установленным,
что перенос энергии электронного возбуждения в кристаллах на
значи-
*) О наличии переноса энергии в кристалле свидетельствует
также полное отсутствие зависимости поляризации люминесценции
кристаллов от поляризации возбуждающего света [78-80].
МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕНОСА
275
тельные расстояния играет важную роль в разнообразных физиче-
ских, физико-химических и биофизических процессах,
происходящих в природе.
В частности, перенос энергии электронного возбуждения в кри-
сталлах широко используется при разработке различного рода
сцин- тилляционных счетчиков [2]. Кроме того, одной из причин,
стимулирующих широкие исследования по миграции энергии
электронного возбуждения в органических кристаллах, является
наличие сенсибилизированной люминесценции и миграции энергии в
биологических системах. Посредством этих исследований делается
попытка ответить на кардинальный для современной биоэнергетики
вопрос о том, "каким образом энергия управляет
жизнедеятельностью? как она приводит в движение живую машину?"
(Сент-Дьерди [3]).
Следует при этом иметь в виду, что перенос энергии электрон-
ного возбуждения в кристаллах может осуществляться посредством
различных механизмов. Однако в этой книге, ограничиваясь
обсуждением характерных черт экситонного механизма переноса,
мы тем самым не будем касаться случаев, когда перенос энергии
сопровождается переносом электронов или атомов. Далее,
поскольку в области полос экситонного поглощения и
люминесценции нормальные электромагнитные волны в кристалле
(поляритоны), как это уже подчеркивалось в гл. III, вообще
говоря, являются "смесью" f состояний кулоновских экситонов и
поперечных фотонов, то, говоря об экситонном переносе энергии,
мы должны принимать во внимание также и возможность переноса
энергии фотонами. Рассмотрим этот вопрос несколько более
подробно (см. также [4, 5]), для чего воспользуемся рисунком
21, где схематически представлена зависимость энергии
поляритона от волнового вектора.
Состояния поляритона в области А по
своей структуре близки к состояниям куло- рис 21
новских экситонов, поскольку для этой области сравнительно
больших значений волнового вектора запаздывающее
взаимодействие несущественно. Поэтому энергия поляритона в А в
основном является энергией движения электронов. Что же
касается доли в ней энергии поперечных фотонов, то она в этом
случае мала. Поскольку кулоновские экситоны сравнительно
сильно взаимодействуют с фононами, длина свободного пробега
поляритона в А оказывается во много раз меньше, чем в В. В
области волновых векторов В поляритон имеет в основном
лучистую, а не механическую природу. Групповая скорость
поляритонов близка здесь к скорости света, так что длина его
свободного пробега I = vx, где v - групповая скорость, а т-
время свободного пробега, оказывается порядка десятков
18*
276 МИГРАЦИЯ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ [ГЛ. IX
или сотен микрон. В то же время для поляритонов в области А
длина свободного пробега оказывается на много порядков
меньшей. Действительно, даже для длинноволновых поляритонов с
волновым вектором &~ 106-107 см~^ длина свободного пробега при
квадратичном законе дисперсии оказывается равной 1 = ^-т~10-6-
10~° см,
тэ
если эффективную массу экситона т,э принять равной массе элек-
. J2
трона, а т~10 сек (см. § 3), и еще меньшей, если эффективная
масса экситона больше массы электрона.
В области волновых векторов С, которая является переходной
от А к В, "смешивание" состояний экситонов и поперечных
фотонов оказывается иногда очень существенным. В этой области
закон дисперсии поляритонов сильно отличается как от закона
дисперсии поперечных фотонов в пустоте, так и от закона
дисперсии кулоновских экситонов. В то же время именно эта
область спектра поляритонов отвечает области частот основного
поглощения света в кристалле.
Если из вакуума на кристалл падает монохроматическая волна с
частотой о, то в кристалле, как это следует, например, из
феноменологических уравнений Максвелла, эта волна возбуждает
нормальную волну (т. е. поляритон) с той же частотой. Если эта
частота лежит в области В, то волна в кристалле будет затухать
слабо из-за больших длин свободного пробега поляритона. Если
же частота со лежит в области А, где коэффициент преломления
/г = с/г/ш^> 1, интенсивность возникшей в кристалле
поляритонной волны будет очень малой, ибо в этой области
спектра коэффициент отражения
п (" - 1)2 + *2 ,
П (П+ 1)2 + и2 -
(здесь % - коэффициент затухания поляритона). Что же касается
области С, то в ней коэффициент затухания волн меньше, чем в
области А, коэффициент преломления 1, так что R < 1.
Таким образом, если интересоваться судьбой излучения, падаю-
щего на кристалл, то именно в области С, а не в области А
Предыдущая << 1 .. 104 105 106 107 108 109 < 110 > 111 112 113 114 115 116 .. 155 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed