Поглощение экситонное

Поглощение излучения в чистых полупроводниках может быть связано с изменением энергетического состояния свободных или связанных электронов. В связи с этим в чистых полупроводниках различают три основных типа поглощения 1) поглощение свободными носителями — поглощение, возникающее вследствие ускорения свободных носителей осциллирующим электромагнитным полем 2) собственное (фундаментальное) поглощение — поглощение, обусловленное возбуждением электронов из валентной зоны в зону проводимости (фундаментальное или собственное поглощение) 3) экситонное поглощение (поглощение, обусловленное возбуждением электронов из валентной зоны) в связанные состояния электрона с дыркой — экситоны. [c.415]

ЭЛЕКТРОХИМИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, изучает строение границы раздела полупроводник электролит и ( жз.-хнм. процессы на этой границе. Особенности этих процессов обусловлены наличием двух видов подвижных носителей заряда — электронов зоны проводимости и положительно заряж. дырок валентной зоны. Электроны и дырки участвуют в электродных процессах независимо друг от друга. Объемная конц. носителей заряда в полупроводниках мала по сравнению с металлами (менее 10 см ), поэтому полупроводниковая обкладка двойного электрич. слоя диффузна, значит, часть межфазного скачка потенциала локализована в полупроводнике. Токи обмена в электродных процессах малы, электродные р-ции обычно необратимы в р-циях возможно участие связанных состояний электронов н дырок (экситонов). Для электрохим. кинетики существенны диффуз. ограничения, связанные с доставкой электронов или дырок к границе раздела электрод электро-лит. Для полупроводниковых электродов характерна высокая фоточувствительность, причем поглощенный свет ускоряет преим. анодную р-цию на электронном полупроводнике и катодную — на дырочном. Генерация неравновесных электронов и дырок, возможная при электрохим. р-циях, может привести к хемилюминесценции. [c.706]

Экситоны могут образовываться также в результате непрямых переходов с поглощением или испусканием фононов. В этом случае [c.422]

Электронное возбуждение полимерной сетки может быть вызвано электромагнитным излучением (свет, ультрафиолетовое излучение, -излучение) или облучением частицами. Для передачи энергии соударения частиц или кванта излучения электрону необходимо, чтобы энергия оказалась достаточной для перехода последнего в возбужденное состояние н чтобы существовал механизм взаимодействия. При облучении светом в видимой части спектра фотон, скажем, длиной волны 330 нм обладает достаточной энергией для разрыва С—С-связи.. Однако фотон не будет поглощаться алканами, и в них нет электронных состояний с такой же или меньшей энергией возбуждения. Для эффективного разрыва связей фотон должен поглощаться и взаимодействовать с электроном связи. Подобное взаимодействие происходит либо непосредственно, либо косвенно с помощью механизмов переноса энергии путем диффузии экситона, одноступенчатой передачи или поглощения флюоресцентного света, испускаемого той же самой или другой (примесной) молекулой [11]. Природа и последовательность этих важных процессов, которые определяют фотохимическую стабильность (или нестабильность) полимеров, не будут здесь подробно рассматриваться. Интересно, однако, определить уровни энергии, на которых начинается возбуждение электронов или ионизация молекул, и изменения энергии связи, вызванные в свою очередь возбуждением или ионизацией. [c.109]

Квантово-механическая теория поглощения света ионными кристаллами, хотя и не доведенная до числа в связи со сложностью подобного расчета, позволяет интерпретировать основные явления, связанные с процессами поглощения, в том числе и наличие структуры в полосе поглощения экситона. При этом выводы теории находятся в качественном и в ряде случаев в количественном согласии с опытом. В качестве примера количественного совпадения можно указать на следствия теории о мультиплетности полосы в зависимости от структуры решетки. В общем, квантово-механическая теория поглощения света ионными кристаллами позволяет осмыслить физическую сущность явления, анализировать процессы распространения экситона в кристалле, его взаимодействия с различными дефектами кристаллической структуры, а также вторичные фотохимические, фотоэлектрические, люминесцентные и другие процессы, связанные с аннигиляцией экситона. [c.21]

МИ позволил проводить измерения в интервале 76—300 К. Полученные результаты приведены на рис. 2. Наблюдаемая поляриза-дия полосы поглощения монокристалла карбазола указывает на то, что ответственные за поглощение коллективные возбуждения связаны с экситонными состояниями. Наличие экситонной полосы поглощения в области Я, = 35 энергии активации проводимости, позволяет предположить, что образование носителей заряда в карбазоле происходит за счет термической диссоциации молекулярных экситонов на примесях [6, 7]. [c.125]

Когда хромофоры пигментов расположены близко друг к другу, между ними могут возникать электронные (экситонные) взаимодействия благодаря сопряжению дипольного момента перехода одной молекулы с соответствующими моментами перехода других сходных или идентичных молекул. Это приводит к образованию различных возбужденных электронных энергетических уровней и к расщеплению полос поглощения. Наблюдается также аналогичное влияние экситонов на полосы кругового дихроизма. Обнаружение экситонного расщепления может дать полезную информацию об относительной ориентации хромофорных молекул, например об упорядоченном расположении их в стопках. [c.22]

Фотохимическая деградация, по-видимому, является наиболее важным фактором внешних условий. В монографиях [196—203, 207—209] детально рассматриваются основные процессы поглощения фотона, возбуждения электрона, передачи энергии через экситоны, люминесценция, фосфоресценция и безызлучательные переходы, разрыв цепей и образование свободных радикалов, вторичные реакции, стабилизация и защита материала. [c.319]

При прямом переходе волновые векторы рождающихся электрона и дырки кц и кр) должны быть равны по величине и противоположно направлены. Но если электрон и дырка находятся в связанном состоянии, они должны двигаться вместе в одном направлении, а не в противоположных. Два эти условия могут быть соблюдены, если кп = кр = 0. Поэтому энергия образовавшегося экситона строго дискретна, и мы получаем линейчатый спектр экситонного поглощения. При этом имеется конечная вероятность [c.422]

Хотя теперь нельзя предполагать наличие пика поглощения, тем не менее процесс непрямого экситонного поглощения проявится в резком возрастании т]экс- Такая припухлость в области непрямого поглощения ясно видна на кривой, приведенной на рис. 173, а [интервал А (йсо) выделен пунктиром]. [c.423]

Еще один важный результат был получен Франкевичем Е. Л. с соавторами. Они открыли влияние внешнего магнитного поля на фотопроводимость молекулярных кристаллов (см. [3]). Суть эффекта состоит в следующем. При поглощении кванта света создается экситон - в данном случае связанное состояние электрона и дырки. В дальнейшем происходит термическая диссоциация экситона, появляются носители тока, электрон и дырка. С этим процессом диссоциации конкурирует процесс рекомбинации электрон-дырочной пары. Пара может рекомбинировать только в [c.5]

При поглощении света возможно также возбуждение электрона валентной зоны, при котором он не переходит в зону проводимости, а образует с дыркой связанную систему, получившей название экситона. [c.74]

В связи с изложенными здесь особенностями поглощения, соответствующему переходу i4) — возникает совершенно общий вопрос о причинах, вызывающих давыдовское расщепление. Применительно к случаю кристалла бензола это вопрос о том, почему чисто электронный переход в кристалле представлен в виде резко поляризованного дублета, а электронно-колебательный переход A g —в виде слабо поляризованных полос поглощения. При анализе спектров других молекулярных кристаллов этот вопрос также важен. Согласно теоретическим представлениям, на величину экситонного расщепления в первую очередь должна влиять сила осциллятора соответствующего молекулярного поглощения. В случае спектра кристалла бензола этим нельзя объяснить отсутствие экситонного расщепления в М-серии, так как они в несколько раз интенсивнее полос /С-серии, расщепление в которых ярко выражено. В п. И настоящего раздела проведен подробный анализ этой проблемы. [c.75]

Различают три типа перехвдов межзонного поглощения прямые, непрямые и экситонные. [c.430]

Преимущественное поглощение твердым телом приводит к образованию возбужденных электронных состояний (пар носителей тока, экситонов и т. д.), влияние которых на каталитические свойства уже рассматривалось. Когда такие возбужденные состояния не вызывают изменений в каталитических свойствах, их энергия не используется в рассматриваемой реакции. [c.238]

Исследованное экситонное поглощение примеси изотопных молекул по своим проявлениям принципиально отличается от экситонного поглощения в смешанных ионных кристаллах [55], которое свидетельствует об образовании смешанных экситонных состояний большого радиуса. [c.71]

Такой характер поглощения может быть обусловлен тем, что в данном случае не учтена конечность длины волны света, а также тем, что за положения полосы поглощения ответственны переходы в те точки экситонной зоны, для которых волновой вектор, равный волновому вектору световой волны, отличен от нуля. [c.72]

Конечность длины волны света при экситонном поглощении была теоретически учтена С. И. Пекаром в ряде его [c.72]

На основании сказанного выше можно было бы предположить, что спектры поглощения должны состоять из одной или нескольких тонких линий, соответствующих возбуждению до различных энергетических уровней экситона, стремящихся к границе серии, которая соответствует диссоциации на положительную дырку и возбужденный электрон при этом должна, следовательно, наблюдаться фотопроводимость. Но, как мы уже видели, реальные спектры состоят [c.89]

Характерным для эк-ситонной передачи энергии является отсутствие влияния на нее электрического поля. На рис. 19 представлены результаты исследований действия поля напряженностью 10 в-см на люминесценцию кристалла К1-Т1 в полосе таллия ( макс = 3,0 эв). Как видно из этого рисунка, при возбуждении люминесценции в активаторной полосе поглощения и в наиболее длинноволновом участке фундаментального поглощения свечение не испытывает заметных изменений при наложении электрического поля, в то время как при более высоких энергиях квантов возбуждающего света — в области генерирования электронно-дырочных пар — происходит резкое уменьшение интенсивности люминесценции. Характерно также, что в той области, где не действует электрическое поле, не возникает и рекомбинационное послесвечение. Следовательно, разделение зарядов не происходит. Это и дает основание приписывать длинноволновую полосу фундаментального поглощения экситонам. От активаторной полосы она отличается значительно (на несколько порядков) большей интенсивностью. Сильная зависимость характера экситонного поглощения от природы аниона в гомологических рядах щелочно-галоидных кристаллов При слабой зависимости от природы катиона дает основание [c.46]

Для определения положения максимума поглощения экситона необходимо знать энергию кристалла с эксито-ном в возбужденном и основном состоянии. Частота максимума поглощения определяется соотношением [c.94]

По фотоэлектронному спектру Is линии углерода с участком спектра, соответствующего спектру характеристических потерь энергии электронов (потери в области энергий до 40eV) можно определить энергии возбуждения коллективных (плазменных) колебаний и одночастичных (межзонных и экситонных) переходов. Используя преобразование Крамерса-Кронига можно выделить из функции потерь спектр одночастичных возбуждений, который является комбинированной плотностью состояний (свертка валентной зоны с зоной проводимости). Спектр одночастичных возбуждений в линейно-цепочечном углероде имеет узкий пик экситонного поглощения, интенсивность которого напрямую связана с качеством кристалла (с отсутствием межцепочечных сшивок). [c.202]

Экситонное поглощение. При определенных условиях экситоны тоже должны давать вклад в коэффициент поглощения (пропускания), который при высоком разрешении используемых приборов можно выделить. Так, тщательные измерения показали, что первая (пунктирная) ступенька на кривой рис. 178 представляет србой 430 [c.430]

Легче интерпретировать дихроизм п—я -переходов карбонильных соединений. В данном случае имеется набор правил, известных как правила октанта, которые позволяют предсказывать знак и величину КД простых соединений [47]. Разработан также теоретический подход к анализу КД-спектров и спектров поглощения белков в высокоэнергетической УФ-обла-сти. В пределах регулярной р-струк-туры, а-спирали и кристаллических областей электронные переходы соседствующих друг с другом амидных групп могут быть связаны, в результате чего имеет место делокализация возбуждения. Такая делокализация (экситон) приводит к расщеплению (давыдовскому расщеплению) на два перехода с различающимися энергиями и направлением поляризации [7, 44]. Так, полоса поглощения амидной группы с тах = 52 600 см- в случае а-спирали расщепляется на две компоненты с Vmax=48 500 и 52 600 см . Кроме того, низкоэнергетические я—п - и п—я -переходы весьма близки по энергии, что может приводить к формированию состояния, представляющего смесь двух указанных состояний с появлением вращательной силы в я—я -полосе, знак которой противоположен знаку вращательной силы в п—я -полосе (см. работу [44]). И знак, и интенсивность КД-полос зависят от конформации соединения, что позволяет четко различать а-спирали, -структуры и статистический клубок. В водных растворах измерения проводят при длинах волн, простирающихся вплоть до вакуумного ультрафиолета, т. е. до волновых чисел - бООООсм [48]. [c.26]

Вклады атомов или групп атомов в наблюдаемый эффект Коттона приблизительно пропорциональны их атомным ре-4 акциям (см. Рефракция молярная). Для связи С—Н этот параметр мал, поэтош им пренебрегают при интерпретации спектров ДОВ и КД. Атомная рефракция фтора меньше, чем водорода, благодаря чему вклады связей С — F должны характеризоваться противоположным знаком, что и наблюдалось экспериментально. Положит, вклады в эффект Коттона дают С1, Вг, группа СНз, отрицательные - фтор. Аналогичные правила предложены для др. хромофоров (олефинов, лакто-нов, тиоцианатов, нитрозосоединений, ароматич. соед.), что позволяет коррелировать данные ДОВ и КД с конфигурацией и кон рмацией этих соединений. Указанные правила связаны с эффектом Коттона изолированных хромофоров. Однако если в молекуле имеется более одного хромофора, то между ними возможно взаимодействие. Эго приводит к появлению в спектрах ДОВ или КД в области полосы поглощения изолированного хромофора дщ х полос (куплет КД) примерно одинаковых по интенсивности, но противоположных по знаку (так называемое экситонное расщепление). [c.277]

A. . Давыдов, Теория поглощения света в молекулярных кристаллах, Изд-во АН УССР, 1951 Теория молекулярных экситонов, Наука , [c.348]

Эти фотоны могут поглощаться твердым телом. Следует обратить внимание на тот факт, что тормозная способность вещества по отнощению к фотонам не должна быть очень велика, хотя энергия последних мала их спектр поглощения обнаруживает определенный ряд максимумов и минимумов, и между двумя последовательными экстремумами изменения коэффициента поглощения могут отвечать нескольким порядкам величины. За пределами энергии 20 эв максимумы поглощения представляют собой так называемые границы поглощения , которые характеризуют природу элементов, входящих в состав мищени. Ниже 20 эв существуют дополнительные полосы поглощения, которые характеризуют структуру облученного твердого тела. Поглощение описываемых фотонов вызывает ряд явлений, с которыми мы уже ознакомились 1) образование иона и электрона с положительной энергией 2) образование возбужденных электронных состояний (свободных носителей тока, экситонов и т. д.) 3) образование фотонов. [c.213]

Относительные концентрации электронов и дырок в окисле можно изменить путем облучения в области основного поглощения твердого тела. Используя зонную схему, можно представить, что поглощенный квант возбуждает электрон валентной зоны, который перескакивает через запрещенный участок, отделяющий ее от зоны проводимости наличие свободного электрона в зоне проводимости и дырки, свободно передвигающейся в валентной зоне, проявляется в случае приложения электрического поля как фотопроводимость. Если электрон и дырка образуют возбужденное состояние, оставаясь связанными вместе в виде экситона, то фотопроводимости не наблюдается, пока какое-нибудь дополнительное воздействие не приведет к диссоциации экситона. Поскольку электроны и дырки возникают в результате поглощения света или у-лучей, то можно ожидать — при условии правильности идей о роли электронов и дырок как реагентов при адсорбции и катализе, — что облучение будет стимулировать фотоадсорбцию , фотодесорбцию и фотокатализ точно так же, как оно вызывает фотопроводимость. Ввиду того что после прекращения возбуждающего облучения фотопроводимость очень быстро исчезает из-за рекомбинации электронов и дырок, можно полагать, что фотоадсорбция и родственные явления будут наблюдаться только в процессе облучения. Донорные или акцепторные центры в окисле, обусловленные, например, несте-хиометричностью, должны играть важную роль в определении природы и величины поверхностных фотоэффектов вследствие их способности избирательно захватывать электроны или дырки, а также из-за того, что вызываемое ими нарушение периодичности решетки может привести к поглощению за пределами области основного поглощения. [c.353]

Рис. 30.13. Спектральное распределение коэффициента поглощения света в МпРа в области экситон-магнонной полосы поглощения при Т = 2,2 К [35].

Однако нередки случаи, когда эксперимент противоречит предсказаниям теории. Например, вытекающее из теории расщепление молекулярных термов часто не наблюдается на опыте величина расщепления и число компонент расщепления, их относительная интенсивность и форма соответствующих полос также в ряде случаев не согласуются с теорией [24]. Поэтому чрезвычайно важно четкое разграничение между фактами и явлениями, объяснимыми в рамках существующих теорий, и теми сторонами этих же явлений, которые либо противоречат теории, либо не находят в ней отражения. Недавно была сделана попытка некоторой систематизации экспериментальных и теоретических сведений по вопросу о природе люминесценции кристаллов, в частности роли экситонов в этом процессе [25]. Также важна систематизация экспериментальных данных о спектрах поглощения. [c.10]

Теоретическое определение возможной поляризации полос, являющихся компонентами чисто электронного перехода в кристалле бензола, было произведено А. С. Давыдовым [35] на основании созданной им теории экситонного поглощения молекулярных кристаллов [15]. Давыдов исходил из того, что четыре молекулы бензола, содержащиеся в элементарной ячейке кристалла, расположены таким образом, что их плоскости приблизительно параллельны оси Ь . Отсюда, если принять, что симметрия возбужденных уровней молекулы бензола может быть в, , В2и или (см. подраздел 4 настоящей главы), то можно получить такие результаты 1) в кристалле запрещенный молекулярный переход на уровень оказывается разрешенным и должен проявиться в направлении электрического вектора световой волны вдоль оси Ь кристалла 2) запрещенному молекулярному переходу на уровень в, в кристалле соответствует дублет, одна из компонент которого имеет колебания электрического вектора вдоль оси с, другая— вдоль оси а кристалла 3) разрешенный двукратно вырожденный молекулярный терм, соответствующий переходу на уровень в кристалле, распхепится и должен проявиться в виде триплета с компонентами по всем трем осям кристалла. [c.61]

Спектр поглощения кристаллического ызо-бутилбензола при 20° К состоит из большого количества резких и узких полос. Как видно из рис. 4. 28, в спектре наблюдаются две основные, по-разному поляризованные по компонентам серии полос, обусловленные чисто электронным и электронно-колебательным переходами в сочетании с неполносимметричным колебанием . Наиболее интенсивная серия начинается с экситонного дублета 37209, 37223 сж (табл. 4. И), принадлежащего чисто электронному переходу, поляризованному вдоль оси л молекулы (см. рнс. 4.7). На расстоянии 536 см- с коротковолновой стороны от нее начинается другая серия полос, наблюдающаяся практически лищь во второй компоненте. Частота 536 сж"" соответствует неполносимметричному колебанию разрещающему электронно-колебательный переход, поляризованный вдоль оси у молекулы. [c.170]

Поглощение, связанное с возбуждением свободных экситонов в кристалле, из всех диалкилбеизолов обнаружено только в кристалле о-ксилола. Давыдовское расщепление составляет И см для полос чисто электронного перехода спектра кристалла ВТМ (см. табл. 5. 8). Расщепление полосы электронно-колеба-тельного перехода, соответствующего сочетанию 0-0 перехода с однократным возбуждением полносимметричного колебания 941 см , составляет 7 см с двукратным— 6 см К В полосе, отвечающей сочетанию 0-0 перехода с трехкратным возбуждением этого колебания, расщепление, по-видимому, еще меньше. Полосы, соответствующие сочетанию чисто электронного перехода с полносимметричным колебанием 1194 см , также обнаруживают давыдовское расщепление, величина которого при однократном возбуждении колебания составляет 7 сж , [c.262]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология