Экситоны Ванье

Электронная система Т. т. порождает и более сложные образования в полупроводниках—экситоны Ванье— Мотта и Френкеля и поляроны в сверхпроводящих металлах— куперовские пары (см. Купера эффект). Кроме того, по электронной системе Т. т. могут распространяться волны плазменных колебаний им соответствуют квазичастицы—п, Мз.ио ы (см. Плазма твёрдых тел). [c.46]

Экситон Ванье—Мотта представляет собой водородоподобное связанное состояние электрона и дырки. Энергии связи S и эфф. радиусы а экситона Ванье—Мотта можно оценить по ф-лам Бора для атома водорода. Учитывая, что эфф. массы электрона т, и дырки отличаются от массы свободного электрона то и что кулоновское взаимодействие электрона и дырки в кристалле ослаблена в раз наличием диэлектрической проницаемости среды j эти ф-лы можно представить в виде [c.501]

Водородоподобные состояния экситона Ванье—Мотта описываются двухчастичной огибающей функцией ехс ( е > Гл ). Напомним, что в объемном полупроводнике с простыми зонами эта функция для экситона Ь имеет вид [c.34]

Экситоны Ванье — Мотта [c.311]

В результате взаимодействия электрона и дырки в кристалле возможно появление особых бестоковых связанных состояний электрона и дырки, получивших название экситонов Ванье — Мотта [192— 195]. В диэлектриках и полупроводниках с большой диэлектрической проницаемостью основные особенности таких экситонов могут быть найдены на основе простейшей модели. В этой модели электрон и дырка рассматриваются как квазичастицы с противоположными единичными зарядами с потенциальной энергией взаимодействия —е гг, где е —низкочастотная диэлектрическая проницаемость кристалла, и эффективными массами, соответствующими для электрона (mt) дну зоны проводимости и для дырки (т ) —потолку валентной зоны. [c.312]

Рис. 56. Энергетические уровни экситона Ванье — Мотта.

Первое экспериментальное доказательство существования экситонов Ванье —Мотта путем наблюдения водородоподобного спектра вблизи края собственного поглощения было получено Гроссом с сотрудниками [201 —204]. Для того чтобы можно было говорить [c.314]

ЭКСИТОНЫ ВАНЬЕ —МОТТА 315 [c.315]

ЭКСИТОНЫ ВАНЬЕ-МОТТА 317 [c.317]

ЭКСИТОНЫ ВАНЬЕ-МОТТА 319 [c.319]

ЭКСИТОНЫ ВАНЬЕ-МОТТА 321 [c.321]

ЭКСИТОНЫ ВАНЬЕ - МОТТА 323 [c.323]

Экситонно-примесные комплексы. Рассмотренные в предыдущем параграфе экситоны Ванье —Мотта представляют собой электронные возбуждения идеальных кристаллов без примесей и дефектов. В реальных кристаллах всегда имеются примеси и дефекты, которые влияют на оптические свойства кристалла. [c.323]

ЭКСИТОНЫ ВАНЬЕ — МОТТА 327 [c.327]

В ионных кристаллах бестоковые коллективные возбужденные состояния называются экситонами Ванье —Мотта. Они представляют собой связанные состояния электрона и дырки. Такие экситоны без учета взаимодействия с колебаниями решетки были рассмотрены в 43. [c.429]

Взаимодействие экситонов с оптическими фононами. Взаимодействие экситонов Ванье —Мотта с продольными оптическими фононами в ионных кристаллах существенно отличается от соответствующего взаимодействия экситонов Френкеля в молекулярных кристаллах. В молекулярных кристаллах оптические фононы соответствуют вращательным качаниям нейтральных анизотропных молекул. В ионных кристаллах оптические фононы обусловлены смещением положительных ионов относительно отрицательных. [c.434]

ДЛЯ экситонов Ванье —Мотта. [c.595]

Для экситонов Ванье — Мотта первые моменты имеют вид [c.607]

Экситон-магнитные возбуждения 551 Экситонная молекула 326 Экситоны Ванье—Мотта 312, 429 [c.639]

Главную роль среди членов взаимодействия в уравнении (44.4) играет кулоновское взаимодействие между электроном и дыркой < Р, тО (е7 г—г ) / р, тО> = е /Р. Во всяком случае этот член имеет наибольший радиус действия. Для случая, когда электрон и дырка удалены друг от друга на расстояние многих постоянных решетки, в первом приближении можно пренебречь всеми другими взаимодействиями или учесть их позже с помощью теории возмущений. Экситоны, которые могут быть описаны в этом приближении, называются экситонами Ванье. Противоположный граничный случай, когда электрон и дырка располагаются у одного и того же атома решетки, называется экситонам Френкеля. [c.186]

Для экситона Ванье запишем (44.6) в виде [c.186]

В рамках приближения Ванье, таким образом, делается целесообразным в (45.8) учесть изменение кулоновского взаимодействия введением эффективной диэлектрической проницаемости е. Эга диэлектрическая проницаемость для больших р равна 8д, для малых р равна е . В переходной области (для типичных кристаллов, в которых экситоны Ванье наблюдаются при расстояниях меньше 50 атомных) зависимость е от р сравнительно сложна. В этом случае возможен новый теоретический подход. Поляризующее действие электронов на окружающую среду учитывается введением новых квазичастиц, поляронов, и потом экситон строится из поляронов. К поляронам мы обратимся только в гл. VUI (ср. Хакен [39]). [c.188]

Для экситонов Ванье требовались дальнейшие преобразования, которые приводили к уравнению Шредингера (45.8) для относительного движения электрона и дырки. [c.277]

Поэтому экситон Ванье—Мотта можно рассматривать как кваэиатом, движущийся в вакууме (см. Квазичастица). Искажение структуры кристалла присутствием Э. или даже большого числа Э. пренебрежимо мало. [c.502]

Э. отчётливо проявляются в спектрах оптич. поглощения полупроводников в виде узких линий, сдвинутых на величину от края сплошного поглощения в сторону меньших энергий фотона (экситонньтй резонанс). Экспериментально водородоподобная структура энерге-тич. спектра экситона Ванье —Мотта — (исключая уровень и=1), впервые наблюдавшаяся Е. Ф. Гроссом в 1952 при исследовании спектра поглощения закиси меди U2O (рис. I), получена в дальнейшем для целого ряда [c.502]

Данные, приведенные в табл.. 1, относятся к сравнительно слабо связанным экситонам, так называемым экситонам Ванье — Мотта. В таких диэлектриках, как щелочно-галоидные соединения и молекулярные кристаллы типа антрацена, экситоны оказываются сильно связанными и напоминают скорее возбуж-Дтеппые состояния отдельных атомов или молекул/Такие высоковозбужденные состояния называются экси-тонами Френкеля, Считается, что в органических кристаллах и в процессах тйпа фотосинтеза экситонами Френкеля определяется основной механизм переноса энергии. [c.132]

В тех кристаллах, где спектры поглощения и испускания света перекрываются, наряду с безызлуча-тсльным процессом диффузии экситонов ван<ную роль может играть М. з., обусловленная реабсорбцией света люминесценции в кристалле (испускание. фотона [c.229]

Основные усилия теоретиков при исследовании экситонов Ванье —Л 1отта направлялись на вычисление внутренних возбужденных состояний экситонов с учетом сложной структуры валентной зоны и зоны проводимости (наличие вырождения, анизотропия, наличие экстремумов зон при кфО я г. д.) (см., например, работы [194, 198]). Обзор основных методов вычисления этих состояний изложен в монографии Нокса [199]. [c.314]

Прямое доказательство перемещения экситонов Ванье —Мотта в кристаллах было получено в работе Хопфилда и Томаса [213]. Модель экситонов Ванье —Мотта, по-видимому, пригодна для описания низколежащих возбужденных квазидискретных состояний [c.315]

Обобщая концепцию экситонов Ванье —Мотта, Ламперт [237] рассмотрел возможность существования различных комплексов, состоящих из большего числа частиц, чем электронно-дырочная пара. Эти комплексы могут быть двух типов подвижные, состоящие только из электронов и дырок, и неподвижные, включающие локальные центры —примеси и дефекты. Комплексы второго типа представляют собой локализацию экситона Ванье —Мотта на заряженной или нейтральной примеси в полупроводниках. Такие образования будут устойчивыми, если энергия связи экситона с примесью больше энергии связи электрона и дырки. [c.323]

Детальный теоретический анализ формы полосы поглощения света при образовании экситонов Ванье —Мотта был проведен Тоезавой [176, 177]. [c.433]

При взаимодействии света с кристаллическим веществом могут происходить многообразные явления 1) энергия фотонов частично или целиком переходит в энергию теплового движения 2) свет вызывает в твердом теле химические реакции, фотоэффект 3) кристалл излучает ( ютоны той же или измененной частоты. Процессы преобразования световой энергии в кристалле обычно тесно связаны с ее перемещением из одних мест кристалла в другие. Такое перемещение частично осуществляется механизмом реабсорбции и главным образом экситонами Френкеля в молекулярных кристаллах и экситонами Ванье — Мотта, электронами и дырками в полупроводниках и диэлектриках. [c.575]

Зинец, В. И. Сугаков, Экситон Ванье —Мотта, локализованный вблизи заряженной примеси, УФЖ 12, 340 (1967). [c.626]

Экситон Ванье, как граничный случай слабой электроннодырочной связи, приводит к модели непрерывной среды, где электрон и дырка движутся в однородном диэлектрике. Противоположным граничным случаем является атомная модель, в которой электрон и дырка локализованы в одном и том же месте решетки (экситон Френкеля). В этом случае разумнее говорить о возбужденных состояниях отделы. ых атомов решетки, не рассматривая зонную модель. Важнейшим свойством, общим для экситона Френкеля и экситона Ванье, является возмояшость переноса энергии возбуждения из одного места решетки в другое, т. е. движение экситона в решетке. Ограничимся кратким обсуждением граничного случая экситона Френкеля. [c.189]

М0ЖНЫХ в этой области приближений. Последние диктуются в первую очередь типом кристалла и природой рассматриваемых возбуждений. Так, в ионных кристаллах в инфракрасной области особенно существенными являются оптические ветви колебаний решетки [24]. Однако в тех же ионных кристаллах в области более высоких частот, а особенно в молекулярных кристаллах и некоторых полупроводниках, основную роль играют возбуждения электронного типа [25, 25а]. Наглядно эти возбуждения могут быть представлены как переходящее от узла к узлу возбужденное состояние молекулы (экситон Френкеля) или движущаяся связанная пара электрон-дырка (экситон Ванье — Мотта). Вместе с тем, в силу трансляционной симметрии кристалла, собственные функции, отвечающие возбуждениям, охватывают весь кристалл и имеют характер модулированных плоских волн с волновым вектором к ). Если при этом ограничиться для простоты случаем идеальной неподвижной решетки, то волновая функция возбуждения может быть записана в виде (см., например, [25]) [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...