Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ашкрофт Н. -> "Физика твердого тела" -> 133

Физика твердого тела - Ашкрофт Н.

Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела — М.: Мир, 1979. — 486 c.
Скачать (прямая ссылка): fiztverdtela1979i.djvu
Предыдущая << 1 .. 127 128 129 130 131 132 < 133 > 134 135 136 137 138 139 .. 224 >> Следующая

!) См. задачу 5.
Дефекты в кристаллах
241
Электрон, связанный с вакансией на месте отрицательного иона, образует так называемый /''-центр *), спектр которого качественно весьма напоминает обычные атомные спектры. Ситуация, однако, усложняется тем, что электрон движется в поле не сферической, а кубической симметрии. Здесь предоставляется случай поупражняться в применении теории групп (например, определить,
+ - + -- + - +
+
плюс ©
- + - ©
+ - Пар
- + — + +
+ - + • -
* + - + -
+ - + - + -
- + - + - +
+ • + - + -
- + - + • +
+ — + + —
- + - + - +
Идеальный кристалл Окрашенный кристалл
Ф=е~
Фиг. 30.6. Возникновение дефектов в идеальном щелочно-галоидном кристалле при нагревании в атмосфере паров щелочного металла.
При таком нагревании образуется кристалл с избытком ионов щелочного металла. Появляется также соответствующее количество вакансий в подрешетке отрицательных ионов; с этими вакансиями связаны теперь (сильно локализованные) избыточные электроны.
как соответствующие орбитальные мультиплеты расщепляются в кубическом поле). Действительно, деформируя кристалл, можно понизить его симметрию, создав при этом характерные возмущения, помогающие расшифровать всю
- + - + - + -
а 6
Фиг. 30.7. а — М-центр, в котором две соседние вакансии в подрешетке отрицательных ионов, находящиеся в плоскости (100), образуют связанное состояние двух электронов. 6 — Л-центр, в котором три вакансии в подрешетке отрицательных ионов, находящиеся в плоскости (111),, образуют связанное состояние трех электронов.
богатую структуру спектра поглощения. Сложность структуры спектра связана с тем, что окрашивание кристалла может быть обусловлено не только образованием простых F-центров 2), каждый из которых представляет собой вакансию, связанную с электроном. Имеются еще две возможности, а именно окрашивание может быть обусловлено М-центрами и Л-центрами. В Af-центре (фиг. 30.7, а) две вакансии соседних отрицательных ионов в плоскости (100) образуют связанное состояние двух электронов, а в Д-центре (фиг. 30.7, б)
1) Сокращение от соответствующего немецкого термина РагЬгепгтит (центр окраски).
2) Тем не менее ^-центры наиболее многочисленны.
242
Глава 30
три вакансии соседних отрицательных ионов в плоскости (111) связывают три электрона.
Потребовалась масса изобретательности, чтобы показать, что наблюдаемые спектры действительно обусловлены этими различными типами дефектов. Идентификация стала возможной, когда выяснилось, что структура уровней каждого центра весьма индивидуальным образом изменяется под влиянием давления или электрического поля.
Резонансы в оптическом поглощении, обусловленные центрами окраски, выражены менее резко, чем в спектрах поглощения изолированных атомов. Это связано с тем, что ширина линии обратно пропорциональна времени жизни
+ -+ - + - + — + —
- + - + -+ - + - + + - + Щ^г - + - + -
- + - + - + - -t- VK-центр + - + - + - + — + —
- + - + - + - + - +
Фиг. 30.8. Центры окраски со связанными дырками образуются без участия вакансий в под-решетке положительных ионов. Существование V]{ -центра обусловлено возможностью образования связанного состояния дырки и двух
еоседних отрицательных ионов.
возбужденного состояния. Изолированные атомы могут вернуться в основное состояние только в результате сравнительно медленного процесса — излучения фотона, в то время как «атом», соответствующий ^-центру, сильно взаимодействует с твердым телом, в котором он находится, и может терять энергию, испуская фононы.
Можно было бы предположить, что при нагревании щелочно-галоидного кристалла в присутствии газообразного галогена в подрегпетке щелочного металла должны возникать вакансии, образующие связанные состояния с дырками. Однако такие антиподы /^-цептра и его «родственников» не были до сих пор обнаружены. Дырки могут образовывать связанные состояния с точечными дефектами, но еще не было отмечено случая, чтобы этими дефектами оказались вакансии на месте положительных ионов. Действительно, существование наиболее хорошо изученного дырочного центра, Ук -центра, вообще не связано с вакансиями. Такой центр возникает в том случае, когда дырка связывает два соседних отрицательных иона (например, ионы хлора); в результате образуется система, спектр которой весьма напоминает спектр С1г (фиг. 30.8). Похожий «дырочный центр», /У-центр, по-видимому, возникает, если междо-узельный ион хлора оказывается таким же образом связанным посредством дырки с (симметрично расположенными) ионами в решетке, т. е. однократно ионизованная молекула хлора занимает в решетке место одного отрицательного иона (фиг. 30.9). Спектры Ук - и Я-центров довольно похожи, что сильно мешало четкому их разделению.
Начав с идентификации и создания центров бкраски, можно пойти дальше. Например, можно попытаться найти или создать простой /''-центр, в котором ион примеси замещает один из шести положительных ионов — ближайших соседей данной вакансии (фиг. 30.10). В этом случае речь идет об ^-центре, пониженная симметрия которого весьма радует спектроскопистов.
Предыдущая << 1 .. 127 128 129 130 131 132 < 133 > 134 135 136 137 138 139 .. 224 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed