Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Давыдов А.С. -> "Теория твердого тела" -> 215

Теория твердого тела - Давыдов А.С.

Давыдов А.С. Теория твердого тела — М.: Мир, 1979. — 646 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyatverdogotela1979.pdf
Предыдущая << 1 .. 209 210 211 212 213 214 < 215 > 216 217 218 219 220 221 .. 233 >> Следующая

люминесценции развивалась Мясниковым и Ивановым [487].
При исследовании комбинационного рассеяния поляритонов следует иметь в
виду, что в области частот, близких к частоте дна экситонной зоны,
показатель преломления поляритонных волн велик, поэтому большая доля
поляритонов будет попадать на поверхность кристалла в секторе углов
полного внутреннего отражения. Следовательно, средний эффективный путь,
проходимый
602
РАССЕЯНИЕ СВЕТА И ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
[ГЛ. XIV
в кристалле поляритоном (без учета рассеяния), может значительно
превысить толщину кристалла*
Кристаллы сернистого кадмия весьма удобны для исследования роли
комбинационного рассеяния поляритонов в процессе люминесценции кристалла.
При сравнительно большой связи экситонов с фононами в этом ионном
кристалле взаимодействие экситонов с акустическими фононами очень мало.
Значительную роль играют только взаимодействия с одной ветвью оптических
колебаний (с энергией ^38 мэв, или 360 см'1), обладающих малой
дисперсией.
В молекулярных кристаллах имеется много ветвей оптических колебаний. В
работе Мясникова [466] было показано, что в молекулярных кристаллах
вероятность рассеяния поляритонов с энергией, примыкающей к энергии дна
экситонной зоны, (Е Е0), на акустических фононах значительно больше
вероятности их рассеяния на оптических колебаниях и только при Е < Е0
рассеяние на оптических фононах преобладает.
При построении теории люминесценции молекулярных кристаллов при очень
низких температурах Мясников и Фомин [467, 468] также используют
поляритонные представления. Движение поляритонов, возникающих в кристалле
под действием внешнего источника, описывается кинетическим уравнением,
интеграл столкновений которого учитывает их взаимодействие с фононами и
поверхностью кристалла. В кинетическое уравнение входят: дисперсия
поляритонов со (к), их групповые скорости v (к) и затухания у+ (k), у~
(к), обусловленные, соответственно, комбинационными рассеяниями с
испусканием и поглощением фононов.
Вычисление функций у- (к) временного "затухания" поляритонов с энергией <
(k), характеризующих их преобразование при комбинационном рассеянии в
поляритоны с другими энергиями i(k'), проводилось на ЭВМ для случая
модельного кристалла типа антрацена. Учитывалось комбинационное рассеяние
на акустических фононах с дисперсией Qac (q) = Q0^/^0 и фононах
оптической ветви (без дисперсии). Знание суммарного коэффициента
затухания у (k) = = 7+ (*) + 7 {к) и групповой скорости v (к) поляритонов
позволяет определить длину свободного пробега поляритонов с определенным
волновым вектором
A(k) = v(k)/y(k).
При рассеянии поляритонов на оптических фононах с частотой ?20 " 45 см'1
при температуре kT " 0,2HQa преобладает только стоксово рассеяние [у-(А)
"(0]. Если ввести безразмерный параметр 8 = ю, где L " 1 ООО сиг1, то
согласно расчетам Мясникова [466] при 8 " 0,01 длина свободного пробега
поляритона равна 60 мкм, а при б " 0,1 она увеличивается до 5 см. При
оценке длины
ЭКСИТОННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КРИСТАЛЛОВ
603
свободного пробега поляритонов относительно рассеяния на акустических
фононах Мясников получил значение 10~2 мкм при б 0, 15 мкм при б " 10~2 и
5 см при б 10'1. Поляритоны с частотами, превышающими частоту дна
экситонной зоны, излучают акустические фононы с вероятностью, превышающей
на несколько порядков вероятность рассеяния оптических фононов. Именно
процессы рассеяния поляритонов на акустических фононах приводят к их
быстрой "термализации" по отношению к дну экситонной зоны.
Основные результаты теории люминесценции, развитой Мясни-ковым, сводятся
к следующему.
1. Если в операторе взаимодействия экситонов с фононами учитывать
только линейные члены по фононным операторам, то при очень низких
температурах в спектре люминесценции должна наблюдаться очень малая
интенсивность бесфононной (О-О) полосы, резонансно совпадающей с полосой
поглощения, и значительно большая интенсивность полос, соответствующих
LO-фонон-ным спутникам. Малая интенсивность бесфононной люминесценции
связана с большим коэффициентом отражения от поверхности кристалла и
малой длиной свободного пробега поляритонов с частотами, близкими к
частоте дна экситонной зоны.
2. Интенсивность LO-спутников при изменении размеров кристалла должна
изменяться за счет перераспределения интенсивности между полосами. В
самом деле, если при некоторой толщине кристалла поляритон покидал его,
например, после в среднем двухтрех актов комбинационного рассеяния, то в
более тонких кристаллах может оказаться вероятным только однократное
рассеяние. В последнем случае наиболее интенсивным окажется однофононный
спутник, тогда как в более толстых кристаллах - двух- или даже
трехфононные спутники.
3. В молекулярных кристаллах в комбинационном рассеянии поляритонов
кроме акустических фононов эффективно участвуют фононы нескольких
оптических ветвей. Поэтому в спектре люминесценции из-за многократного
рассеяния могут наблюдаться максимумы, отстоящие от частоты О-О-полосы на
Предыдущая << 1 .. 209 210 211 212 213 214 < 215 > 216 217 218 219 220 221 .. 233 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed