ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Дополнение из "Пространственная симметрия и оптические свойства твёрдых тел Т.2 " Рассмотрим прежде всего тензор собственного (без участия морфических эффектов) комбинационного рассеяния. Падающий фотон с волновым вектором А ,-, поляризацией е и. частотой со рассеивается в состояние ks, Вз, а з) с одновременным рождением или уничтожением одного или более оптических фононов. [c.312] Коэффициенты РО) обусловливают однофононное рассеяние, Р(2) — двухфононное и т. д. [c.313] Следовательно, компоненты тензора Бриллюэна представляют собой линейные комбинации компонент тензора комбинационного рассеяния первого порядка. Коэффициентами этой линейной комбинации являются коэффициенты Клебша — Гордана. [c.319] В зависимости от типа внешней силы может быть неприводимым представлением, суммой неприводимых представлений или произведением представлений. Ниже мы рассмотрим несколько конкретных примеров. [c.320] Следовательно, тензор комбинационного рассеяния, индуцированного полем, является линейной комбинацией тензоров рассеяния первого порядка, причем в качестве коэффициентов в этих линейных комбинациях выступают коэффициенты Клебша— Гордана произведения Эти тензоры можно вычислить для группы Та с помощ1 ю табл. I и II результат дается в табл. IV. [c.320] Комбинационное рассеяние, индуцированное деформа цией. Поскольку тензор деформации преобразуется по симмет ризованному произведению представлений (g) 2, тензор рассеяния, индуцированного деформацией, можно получить путем симметризации тензора рассеяния, индуцированного полехМ (табл. V), по индексам txv. [c.325] Коэфициенты Клебша — Гордана для группы ev с использованием при необходимости преобразованного базиса можно получить из результатов Костера и др. [28] с помощью преобразований, изложенных в т. 1, 18, в частности уравнения (т. 1, 18.30). Тензоры бриллюэновского и комбинационного рассеяния (включая морфические эффекты) получены для группы ev описанными в предыдущих пунктах методами и табулированы в работе [179]. [c.325] Отметим, что коэффициенты, входящие в последнее выражение, представляют собой коэффициенты Клебша — Гордана пространственной группы, определенные в т. 1, 60, и в т. 2, 16. Поскольку вычисление этих коэффициентов не представляет особых трудностей, уравнение (6.8) дает сравнительно простой рецепт построения эффективного гамильтониана даже в случаях сильного вырождения. [c.326] Назначение данной статьи — дополнить изложенную в книге теорию комбинационного рассеяния рассмотрением тех качественных изменений, которые имеют место в резонансном случае по сравнению с нерезонансным. То, что изменения действительно существенны, следует уже из того, что в резонансном случае обычно возбуждается люминесценция, спектральные и временные характеристики которой существенно иные, чем при нерезонансном рассеянии. Однако люминесценция не охватывает целиком всего возбуждаемого в резонансе излучения, хотя часто и составляет основную его часть по интенсивности всегда имеется также упругое (релеевское) и неупругое (комбинационное) рассеяние со свойствами, аналогичными нерезонансному релеевскому и комбинационному рассеянию. Кроме того, как было показано теоретически в работе [1] и экспериментально в работе [2], в резонансном случае часто можно выделить еще один вид излучения — горячую люминесценцию. [c.327] Все излучение в целом, представляющее собой отклик вещества на фотовозбуждение, принято называть вторичным свечением. Пользуясь этим термином, можно сказать, что в нерезонансном случае вторичное свечение сводится лишь к относительно слабому рассеянию света, в то время как в резонансном оно становится намного (на несколько порядков) интенсивнее и во многих актуальных случаях может рассматриваться как состоящее из нескольких компонентов с существенно различными свойствами. Отсюда следует, что одним из основных вопросов, возникающих при переходе к резонансному возбуждению, является классификация резонансного вторичного свечения (РВС). [c.327] Отмеченные выше критерии длительности и промежуточных процессов во многих случаях весьма полезны. Однако они носят лишь качественный характер и не решают проблему в целом. Детальная теория, рассматривающая в рамках единого подхода все компоненты РВС, была развита в работах [5—12] (см. также [13, 14]). Эта теория непосредственно применима к примесным центрам кристаллов. Однако полученные в работах [5—12] результаты содержат и выводы общего характера. Наиболее важным таким результатом было доказательство того, что формула второго порядка для рассеяния света [формула (т. 2, 6. ) основного текста книги] в резонансном случае описывает все компоненты РВС, включая и люминесценцию [5]. Тем самым, удалось объединить теории рассеяния света и люминесценции и углубить понимание природы этих явлений, что позволило так-л е совместно описать все компоненты РВС и на такой основе решить проблему его классификации. В частности, стало ясно, что точное разделение РВС на различные компоненты в принципе невозможно такое разделение можно провести лишь приближенно, причем только при выполнении определенных условий для соотношения скоростей радиационного распада и процессов релаксации. В примесных центрах кристаллов эти условия обычно очень хорошо выполняются. Поэтому указанное разделение здесь не только возможно, но и необходимо для достижения правильного понимания физики явления. Ниже мы коротко изложим основные положения этой теории. [c.328] Время ц — разность фаз, приобретенную за весь процесс преобразования первичного фотона во вторичный. Если рассматриваемый двухфотонный процесс разделить на два этапа 1) приготовление промежуточного состояния, 2) задержка системы в промел уточном состоянии, то время з будет описывать разность фаз, приобретенную на первом этапе, время [г — 5 —разность фаз, приобретенную на втором этапе, а — суммарную разность фаз обоих этапов. [c.330] В соответствии с этим коррелятор А, рассматриваемый как функция [г = з, описывает фазовую корреляцию при возбуждении, его зависимость от (Х дает фазовую корреляцию при излучении, а зависимость от определяет затухание корреляции фаз между поглощением и излучением. Тем самым коррелятор А, рассматриваемый как функция х, описывает фазовую релаксацию системы в промежуточном состоянии, а его зависимость от 5 определяется процессами энергетической релаксации в этом состоянии. [c.330] Сделаем следующее замечание. Формулы (1) —(7) написаны применительно к невырожденным основному и возбужденному электронным состояниям. Однако если в этих формулах все операторы понимать как матрицы операторов, то они будут справедливы и в том случае, когда уровни вырождены или ква-зивырождены (см. [8]). [c.330] Формулы предыдущего параграфа, соответствующие второму приближению метода возмущений, хорошо известны и служат для описания рассеяния света. Ниже будет показано, что эти же формулы описывают и двухфотонный трехступенчатый процесс поглощения — люминесценции [поглощение (1), релаксация (2), люминесценция (3)] [5—7]. [c.330] Полученная формула соответствует значению корреляционной функции после установления теплового равновесия по колебаниям в промежуточном (возбужденном) электронном состоянии, т. е. после окончания энергетической релаксации в этом состоянии. Отметим, что мультипликативная форма Л ( , I/) означает отсутствие корреляции фаз первичного и вторичного фотонов. Это и естественно — энергетическая релаксация всегда приводит и к фазовой релаксации. Подчеркнем также, что формула (14) справедлива только для достаточно больших систем с непрерывным энергетическим спектром. В противном случае коррелятор Л (ц, 5, у) будет периодически изменяющейся функцией 5 с периодом, определяемым циклом Пуанкаре. [c.331] Подставим в (5) Л°( я, i/) вместо Л( , т, т ) и перейдем к переменным интегрирования s и у. [c.332] Таким образом, мы пришли к выводу, что формула второго порядка для резонансного рассеяния действительно описывает и ОЛ, причем в случае быстрорелаксирующих центров ОЛ дает основной вклад в интегральное сечение резонансного рассеяния. [c.333] Вернуться к основной статье