Пікір жазғандар
жүктеу/скачать 3,31 Mb.
|
Аскын кітап
- Бұл бет үшін навигация:
- 12.3. Жарықтың кристалдармен жұтылуы
- Өздік жұтылу
R J R
J 0 (12.6) шағылу коэффициенті деп аталады. Мұндағы JR және J0 – ша- ғылған және түсетін жарық толқынның интенсивтілігін көрсете- ді. JT үлгіден өтпейтін жарық интенсивтілігін белгілейміз. Т коэффициенті өтетін жарықтың бөлігін санап атаймыз және тө- мендегі өрнекпен анықталады: T JT . (12.7) J 0 Бұл өткізу коэффициенті деп аталады. Шағылу коэффициен- ті сияқты бұл да өлшемсіз шама болады. Барлық оптикалық коэффициенттер түсетін сәулелердің толқын ұзындығының функциясы болып табылады. Жұтылу коэффициентінің толқын ұзындығына тәуелділігі немесе энергиядан тәуелділігі h жұтылу спектрі деп аталады. R және Rh тәуелді- ліктері шағылу спектрі деп аталады. 251 12.3. Жарықтың кристалдармен жұтылуыЖарық қатты денелермен жұтылғандағы фотон энергиясы басқа энергия түрлеріне айналады. Ол атомдармен байланысқан электрондардың немесе еркін электрондардың энергетикалық күйлерін өзгертуге жұмсалуы мүмкін, сонымен қатар атомдардың тербелістік энергиясын өзгертуге жұмсалады. Жұтылу негізінен келесі механизмдердің әсерінен пайда болады: электрондардың өңіраралық өтуі валенттік өңірден өткіз- гіштік өңіріне ауысуынан тұрады; экситондық күйлердің қатысуына байланысты болатын ауысулар (экситондық жұтылуы); экситондар мен кемтіктердің сәйкес рұқсат етілген өңір ішіндегі ауысулары, яғни еркін заряд тасымалдаушылар- дың бар болуына байланысты ауысулар. Бұл жұтылу еркін заряд тасымалдаушыларда жұтылу деп аталады; қоспалы күйлердің қатысуымен ауысу (қоспада жұтылу); кристалдық тордың тербелуімен жарық толқынының энергиясын жұтуы (торлық немесе фонондық жұтылу). Жоғарыда айтылғандай, жұтылу коэффициенті толқын ұзындығында фотонды жұту ықтималдығының мәні үл- гінің бірлік ұзындығында. Егер кристалда бірнеше жұтылу механизмі іске асатын бол- са және олар бір-біріне тәуелді болмаса, толық жұтылу ықти- малдығы төмендегі қатынаспен өрнектеледі: . (12.8) i Сонымен, қатты денедегі толық жұтылу спектрі әр түрлі ме- ханизмдердің әсеріне байланысты туындайтын жұтылу спектр- лерінен тұрады. Әр түрлі спектрлік интервалда бір немесе басқа- ша жұтылу механизмдері басымырақ болады. Жарық қатты де- ненің электрондарымен өзара әсерлескен кезде энергияның және импульстің сақталу заңдары орындалуы қажет екені түсінікті. Осы заңдардың орындалуына қойылатын талаптан барлық жа- 252 рықтың жұтылу механизмдерінен, әр түрлі электрондармен не- месе кемтіктермен ауысуда фонондар қатысады. Мұның бола- тын себебі кейбір ауысуларда электрондар импульсінің едәуір өзгерісі бұл ауысуларда жұтылған фононның аз импульстеріне байланысты емес екенін көрсетеді. Импульстің бұл өзгерістері фонондардың жұтылу процесіне қатысу есебінен жетеді, олар өте үлкен импульсі болуы мүмкін. Жартылай өткізгіш мысалымен жұтылудың әр түрлі механизмдерге өте нақты қарастырамыз. Өздік жұтылуОл электрондардың валенттік өңірден өткізгіштік өңірге ауысуымен байланысты. Жоғарыда айтылғандай, идеал жарты- лай өткізгіште T = 0K кезінде валенттік өңір электрондармен толықтырылған, сол себептен электрондардың ауысуы бұл өңір- де мүмкін емес. Бір ғана мүмкін процесс рұқсат етілген өңірден электрондарды өткізу үшін фонондардың жеткілікті энергиямен жұтылуы болып табылады. Осының нәтижесінде өткізгіш өңірінде еркін электрондар пайда болады, ал валенттік өңірде кемтік пайда болады. Егер кристалға электр өрісін берсек, жарықтың жұтылуы нәтижесінде пайда болатын еркін заряд тасымалдаушылар қоз- ғалысқа түседі, яғни фотоөткізгіштік пайда болады. Сонымен, hv 12.2-суретте көрсетілген құрылым үшін өткізгіштік өңірдің минимум энергиясына сәйкес келетін, толқындық вектормен 253 Кмин сипатталатын және валенттік өңірдің максимум энергиясы толқындық Кмах вектормен сипатталатын Бриллюэн өңірінің бір нүктесінде (К = 0 нүктесінде), яғни Кмин = Кмах. жүктеу/скачать 3,31 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|