Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Маделунг О. -> "Физика твердого тела. Локализированные состояния " -> 45

Физика твердого тела. Локализированные состояния - Маделунг О.

Маделунг О. Физика твердого тела. Локализированные состояния — М.: Наука, 1985. — 184 c.
Скачать (прямая ссылка): fizizikatverdogotelalokalizirovannoesostoyanie1985.djvu
Предыдущая << 1 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 80 >> Следующая

П П>
Она определяет форму линии или полосы поглощения.
Таким образом, проблема сведена к определению фактора |<га'|">12. Мы
приводим здесь только наиболее важные результаты. Относительно вывода
см., например, работы Прайса [121] и Чиарот-тн. [ИЗЬ]. Необходимо
проводить различие между приближениями слабой и сильной электрон-фопонной
связи. Здесь важна величина фактора S = 2 (nh + 1/2) Qlo> появляющегося в
l</i']ra>l2. Если S
h
мало но сравнению с единицей, доминируют бесфононные и од-нофонопные
процессы; если\А велико по сравнению с единицей, важны многофоноппые
процессы.
В приближении слабой связи I (п'\пУ I2= ехр (-S), ц, следовательно, вклад
бесфононных процессов в G(co) составляет
G0 (со) = ехр (- S) 6 (Еу - Е - Псо). (2.102)
Это - резкая спектральная линия.
(2.100)
(2.101)
*) Аббревиатура AV обозначает усреднение по п. (Примеч. пер.)
110
ГЛ. 2. ЛОКАЛИЗОВАННЫЕ СОСТОЯНИЯ
Однофононные процессы дают
+ 1)
Gt (со) = ехр (- S) 2 4
п
II
I
Qt0b(Ej> - Ej - Тт ± Й(ори) (2.103)
для испускания или поглощения фононов соответственно. Здесь nh - средние
значения распределения фонопов при тепловом равновесии в исходном
состоянии .
Вкладами от многофопон-лых процессов можно пренебречь. Если подставить в
качестве пк распределение Бозе, получается спектр показанного на рис. 31,
а вида. При Т - 0' спектр содержит только хвостовые части для энергий
фотонов выше бес-фононной линии, поскольку пег возбужденных фонопов,
которые могли бы быть поглощены.
Для сильной связи пахо-' дп м
Рис. 31. Вклад в поглощение: а - бес-фопонпых и однофононных процессов
при двух разных температурах [соглас--но (2.102) и (2.103)], б -
многофонвн-ных процессов при Т = 0 [согласно (2.104)1, схематично. (По
Прайсу - [121].)
G(<o) = expt-5)2 7ТДг((о),
<ЫВГ (со) = 1. (2.104)
В, ((о) представляют , собой весьма сложные выражения, которые мы не
будем здесь приводить. Каждый член ряг да описывает процессы с участием г
фонопов.
Конфигурация полосы но^ глощешш при Т = 0 (нет поглощения фопонов)
показана на рис. 31, б. Вклады г-фопонных процессов дают-в совокупности
спектр сложной конфигурации, который-, отделен от линии поглощения
бесфонОнного процесса. При Т Ф 0 возникает также боко-
§ 23. СВЯЗАННЫЕ ЭКСИТОНЫ
111
вая полоса при меньших частотах. В зависимости от величины S максимум
поглощения приходится на бесфоноиную линию или многофопонные полосы.
В этом параграфе мы сосредоточились исключительно на связи нормальных
фононов с электронным переходом. Однако с ним также могут быть связаны
локализованные фононы и резонансы. На структуру полос поглощения и
испускания оказывает влияние не только то, является ли электрон-фонотшая
связь слабой или сильной, но также и то, слабым или сильным является
искажение решетки в окрестности дефекта. В последнем случае
локализованные фоно-иы и резонансы играют важную роль.
§ 23. Связанные экситоны
Центры рекомбинации делают возможным переход электрона из зоны
проводимости полупроводника в валентную зону в два этапа. Сначала
электрон связывается в центре рекомбинации, а затем переходит в одно из
состояний валентной зоны. В обычной модели полупроводника этот переход
описывается как рекомбинация пары электрон - дырка на дефекте: электрон
захватывается центром, затем дырка рекомбинирует со связанным электроном
(или наоборот: захватывается дырка и затем рекомбинирует с электроном).
Этому процессу может предшествовать промежуточное состояние, в котором
электрон и дырка совместно связаны около центра рекомбинации. Такое
состояние можно интерпретировать как связан-~ ный экситон.
Существование связанных экситонов легко осознать. Известно, что возможно
присоединение к атому водорода электрона с образованием иона Н~
(стабильного в его основном состоянии). Нейтральные водородоподобпые
дефекты могут присоединять соответствующие носители заряда подобным
образом. Донор может захватывать второй электрон, акцептор - вторую
дырку. Остановимся вкратце на примере донора. Захват электрона на
нейтральном атоме- доноре происходит, за счет короткодействующего
взаимодействия. Возникающий таким образом комплекс сам может образовать
связанное состояние с дыркой: (r) ~+. Такая структура имеет сходство с
молекулой Н2. Помимо того что этот комплекс находится в кристаллической
решетке, единственное важное отличие от молекулы Н2 состоит в малой
эффективной массе дырки. Энергия связи сильно зависит от отношения массы
электронов тпп к массе дырок тр. Тем не менее при любом отношении масс
имеются связанные состояния. На рис. 32 показана энергия связи для
различных возможных случаев связанных электронов и дырок около атома -
донора.
Экситон может также быть связанным на ионизованном допоре D+: (c) -+. Это
соответствует молекулярному иону Hf. Связанные
112
ГЛ 2. ЛОКАЛИЗОВАННЫЕ СОСТОЯНИЯ
состояния, однако, возможны лишь при отношении масс выше mnlmv = 1,4. При
меньшем значении отношения масс энергия, затрачиваемая на локализацию
Предыдущая << 1 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 80 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed