Фоторекомбинация

Рис. 18.6. Температурная зависимость коэффициента фоторекомбинации электрона и протона в водородной плазме [32]

Наиболее распространенные процессы излучения и поглощения света в среде атомных и молекулярных частиц обусловлены переходами между их электронными состояниями и могут быть подразделены на три типа 1) свободно-свободные переходы (тормозное излучение и поглощение света при рассеяние электронов на атомах и ионах, сплошной спектр) 2) связанно-свободные переходы (фотоионизация атомов и молекул и фоторекомбинация электронов на ионах и нейтральных частицах, сплошной спектр) и 3) связанно-связанные (дискретные) переходы (линейчатый спектр атомов и полосатый спектр молекул). [c.794]

В полупроводниковых лазерах, в отличие от лазеров на примесных кристаллах, активным веществом служит сама кристаллическая матрица полупроводника, а примеси лишь служат источником носителей заряда электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне. При создании с помощью накачки избыточного (по сравнению с равновесным) числа электронов и дырок позможно возвращение к состоянию равновесия посредством оптического межзонного перехода — фоторекомбинации. Вероятность фоторекомбинации велика лишь для прямозонных полупроводников, таких, у которых максимум энергии.в валентной зоне и минимум энергии в зоне проводимости соответствуют одному и тому же значению квазиимпульса. По этой причине все полупроводники, на которых получена генерация, являются прямозонными. Перечислим важнейшие свойства полупроводниковых лазеров [c.946]

Особое место занимает испускание вещества, когда электрически заряженные частицы находятся в свободном (не связанном между собой) состоянии и движутся относительно друг друга. К этим случаям относятся, например, ионизированный газ (плазма), наличие свободных электронов в металле. Свободный электрон, пролетая в электрическом поле иона, либо может быть захвачен ионом (фоторекомбинация), либо потерять часть своей кинетической энергии на испускание (тормозное излучение). И в том и в другом случае избыток кинетической энергии электрона превращается в энергию электромагнитного излучения. [c.23]

При связанно-свободных переходах электро-iioB в атомных системах происходят захват свободных электронов ионами ионизированной среды (процесс фоторекомбинации) и возникающее вследствие этого пс-пусканне кванта. Так как свободный электрон мо.жет обладать произвольной энергией, то согласно (1-15) при его переходе в связанное состояние может испускаться любая частота и спектры связанно-свободных переходов являются поэтому непрерывными. Обратный процесс перехода электрона из связанного в свободное состояние происходит при поглощении кванта и носит название фотоионизации. [c.25]

Экспериментально фотоионизация исследуется по измерению коэф. поглощения, регистрации числа образовавшихся ионов, измерению рекомбинад. излучения (сечения обратного процесса — фоторекомбинации). Фотоионизации играет существенную роль в ионизацонном балансе верхних слоев атмосферы, планотарных туманностей, подверженных ионизующему излучению звёзд н др. [c.195]

При отсутствии влияния элементарного акта поглощения света на величину Q (т. е. Q не зависит от /) ур-ние (9) полностью описывает П. и. Это типично, напр., для П. и. электронами плазмы путём тормозного, фоторекомбинац., циклотронного механизмов испускания и поглощения (здесь не зависит от / при условии малости влияния актов поглощения на ф-цию распределения электронов по импульсам, как правило, равновесную). Если процессы релаксации к равновесию сильны не только для электронов, но и для фотонов (распределение к-рых тогда близко к распределе- [c.567]

Обратные процессы, идущие справа налево, приводят к рекомбинации электронов с ионами первые два представляют собой рекомбинации в тройных столкновениях с участием электрона или тяжелой частицы в качестве третьей, последняя реакция — фоторекомбинация или фотозахват электронов. [c.326]

Если размеры области, занимаемой нагретым газом, достаточно велики по сравнению с пробегами квантов, так что плотность излучения значительна и порядка равновесной, она не зависит от плотности газа и определяется только температурой. Поэтому в достаточно разреженном газе скорость ионизации электронным ударом оказывается малой и основную роль играет фотоионизация. То же относится и к процессам возбуждения, а также и к обратным процессам рекомбинации и дезактивации фоторекомбинация преобладает над рекомбинацией в тройных соударениях, и высвечивание возбужденных атомов преобладает над снятием возбуждения ударами второго рода. Именно такое положение наблюдается, например, в звездных фотосферах. [c.327]

Если область, занимаемая нагретым газом, ограничена и прозрачна ( оптически тонка ), излучаемые в газе кванты, не задерживаясь, покидают нагретый объем, и плотность излучения в газе меньше равновесной. В этих условиях даже при малой плотности электронов скорость ионизации электронным ударом может оказаться выше скорости фотоионизации, тогда как соотношение скоростей обратных процессов рекомбинации может остаться прежним, т. е. фоторекомбинация может преобладать. [c.327]

В достаточно плотном ионизованном газе фотоионизация и фоторекомбинация играют второстепенную роль по сравнению с процессами [c.327]

Процессы фотоионизации и фоторекомбинации уже рассматривались в гл. V при вычислении коэффициентов поглош ения и излучения света, поэтому нам неизбежно придется повторять здесь некоторые рассуждения и выводы этой главы. [c.341]

Обозначим через Od (v) — эффективное сечение фотозахвата электронов, обладающих скоростью v, на основной уровень атома. Тогда число актов фоторекомбинации в 1 см в 1 сек есть [c.342]

Интеграл в (6.95) представляет собою коэффициент фоторекомбинации у-По принципу детального равновесия в условиях полного термодинамического равновесия дифференциалы в интегральных выражениях [c.342]

Подставляя в качестве fe v) функцию максвелловского распределения электронов, а в качестве f/v —Функцию Планка, воспользовавшись уравнением Саха (6.73 ) и уравнением фотоэффекта получим связь эффективных сечений фотоионизации и фоторекомбинации [c.342]

В силу принципа детального равновесия, при условии, что распределение атомов по возбужденным состояниям — больцмановское и излучение равновесно, то же относится и к фотоионизации. Таким образом, при фотоионизации роль ионизации возбужденных атомов сравнима с ролью ионизации невозбужденных, так что наши оценки скоростей фотоионизации и фоторекомбинации занижены примерно раза в два. [c.344]

Сопоставим коэффициенты рекомбинации в тройных столкновениях Ъ по формуле (6.104) и фоторекомбинации с захватом на все уров- [c.346]

Предположим, что плотность электронов достаточно велика для того, чтобы вероятности радиационных переходов с верхних уровней были гораздо меньше вероятностей ударных переходов. Обратное положение при низких температурах практически не реализуется если плотности столь малы, что радиационные переходы с верхних уровней происходят быстрее, чем ударные, то вообще преобладает фоторекомбинация и электроны преимущественно захватываются не на верхние, а на нижние уровни. [c.347]

Авторы предлагают называть общий сложный процесс ударно-радиационной рекомбинацией . В пределе малых плотностей он превращается в фоторекомбинацию, при больших плотностях — в то, что мы называли выше рекомбинацией при тройных столкновениях. Результаты численных расчетов для этого предельного случая неплохо согласуются с тем, что дает формула (6.104). [c.351]

В ГЛ. VI. Электроны захватываются ионами при тройных столкновениях с участием электрона в качестве третьей частицы при не очень высоких температурах электроны, как правило, захватываются на верхние уровни атомов. Возможны захваты при парных столкновениях с излучением светового кванта (в этом случае электроны захватываются преимуществен-н о на основной уровень). Фоторекомбинация существенна лишь при очень малых плотностях электронов Мд Мсм , тем меньших, чем ниже температура. По формуле (6.107) она преобладает только при условии Л е < 3,1-10 Г = 3,2-10 град- Между тем в большинстве интересных случаев разлета в стадии нарушения равновесия при температурах в несколько тысяч градусов плотность электронов гораздо больше и фоторекомбинация роли не играет ни в момент нарушения равновесия, ни позднее. [c.447]

В разреженных газах существен другой механизм рекомбинации, а именно радиационная рекомбинация, прн которой выделяющаяся энергия уносится излучаемым фотоном. Здесь иет необходимости в третьем теле— нейтральной молекуле для процесса рекомбинации. Ее называют также фоторекомбинацией. [c.38]

Самые мопщые Г. л. работают в ИК области спектра Л=10,6 мкм) на переходах между колебат. уровнями молекул СОа (в смеси с азотом и парами воды или гелием). В этих Г. л. наиб, просто получить генерацию в продуктах сгорания углеводородных топлив. Получена генерация в И К Г. л. на молекулах СО, КаО и С8а. Кпд Г. л. невелик ( - 1%), что связано с небольшой эффективностью теплового возбуждения и переходом осн. доли энергии в кинетич. энергию молекул. Преимущество Г. л.— возможность непрерывной генерации значит, мопщости (до сотен кВт). Перспективно создание мощных г. л. на переходах между электронными уровнями атомов и молекул, излучающих в видимой области спектра (фоторекомбинац. и плазмо-динамич. лазеры). [c.106]

Процессы неупругих С. а. весьма разнообразны. Перечень не упругих процессов, к-рые могут происходить в газе или слабоионизов. плазме, приведён в таблице. В различных лаб. условиях и явлениях природы гл. роль играют те или иные отдельные неупругие процессы соударения ч-ц. Напр., излучение с поверхности Солнца обусловлено б, ч. столкновениями между эл-нами и атомами водорода, при к-рых образуются отрицат. ионы водорода (табл., п. 26). Осн. процесс, обеспечивающий работу гелий-неонового лазера (см. Газовый лазер),— передача возбуждения от атомов гелия, находящихся в метастабильных состояниях, атомам неона (табл., п. 6) осн. процесс в электроразрядных молекулярных газовых лазерах — возбуждение колебат. уровней молекул электронным ударом (табл., п. 3) в результате этого процесса электрич, энергия газового разряда частично преобразуется в энергию лазерного излучения. В газоразрядных источниках света осн. процессами являются в т. н. резонансных лампах — возбуждение атомов электронными ударами (табл., п. 2), а в лампах высокого давления — фоторекомбинация эл-нов и ионов (табл., п. 24). Спиновый обмен (табл., п. 7) ограничивает параметры квантовых стандартов частоты, работающих на переходах между состояниями сверхтонкой структуры атома водорода или атомов щелочных металлов (табл., п. 9). Различные неупругие процессы С. а. с участием свободных радикалов, ионов, эл-нов и возбуждённых атомов определяют мн. св-ва атмосферы Земли. Мак-Даниель И., Процессы столкновений в ионизованных газах, пер. с англ.. М., 1967 Смирнов Б. М., Атомные столкновения и элементарные процессы [c.725]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...