Экситоны Ваннье-Мотта

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]

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]

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]

С. А. Москаленко, М. И. Шмиглюк, Б. И. Чиник, О влиянии оптических фононов на форму полос поглощения экситона Ванье —Мотта, ФТТ 10, 351 (1968). [c.630]

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]

Экситоны Ваннье-Мотта. [c.24]

Численные оценки для Ое дают п 0.001 эВ, а размер экситона 42 А, то есть много больше межатомных расстояний. Таким образом, приближение эффективной массы применимо. В типичных полупроводниках экситоны Ваннье-Мотта сугцествуют, но только при очень низких температурах, при температурах больше энергии экситонов последние ионизованы, то есть распадаются на свободные электрон и дырку. В диэлектриках, где диэлектрическая проницаемость невелика (почему — будет видно из следуюгцпх лекций), энергия экситона увеличивается, а радиус уменьшается и мы приходим к эксптону Френкеля, к которому неприменимо приближение эффективной массы. [c.25]

Уравнение Шредингера для электронов и дырок в методе эффективной массы. Электронная структура примесных атомов. Экситоны Ваннье-Мотта. Уравнение движения электрона в кристалле. [c.80]

Экситон, описываемый подобной моделью, носит название экситона Ваннье Мотта. По мере увеличения локализации атомных уровней, из которых формируются уровни зон, е и а уменьшаются, т растет и экситон становится более локализованным в конце концов картина Ваннье — Мотта, очевидно, становится неприменимой. Экситон Ваннье — Мотта и экситон Френкеля — это ....... [c.247]

В конденсиров. средах возможны разл. типы возбуждений и, следовательно, К. Колебания атомов (или ионов) около положения равновесия распространяются по кристаллу в виде волн (см. Колебания кристаллической решётки). Соответствующие К. наз. фононами. Единств, тип движения атомов в сверхтекучем гелии — звук, волны (волны колебаний плотности). Соответствующие К. наз. фононами и ротонами, все они — бозоны. Колебания магн. моментов атомов в магнитоупорядоченных средах представляют собой волны поворотов спинов (см. Спиновые волны). Соответствующая К.—магнон—также бозон. В полупроводниках К. являются эл-ны проводимости и дырки (обе — фермионы). Взаимодействуя друг с другом и с др. К., эл-ны и дырки могут образовывать более сложные К. экситон Ванье — Мотта, полярон, фазон, флуктуон). [c.250]

Экситов. Структура края фундам. поглощения усложняется за счёт взаимодействия электрона в зове проводимости и дырки в валентной зоне, возникающих при поглощении фотона. Электрон и дырка могут образовать связанное состояние, к-рое наз. Ванье — Мотта экситоном. Вследствие этого энергия фотона, соответствующая краю поглощения, уменьшается на величину энергии связи экситона. Т. к. экситон имеет также возбуждённые состояния, то край фундам. поглощение имеет структуру, напоминающую бальмеров-скую серию атома водорода.. При достаточно большой интенсивности света в П. может образоваться значит, кол-во экситоиов. С увеличением их концентрации они [c.42]

В 1937—38 Дж. Ванье (G. Wannier) и Н. Мотт (N. Mott) ввели представление об Э. как о перемещающихся по кристаллу связанных состояниях электрона и дырки, к-рые могут находиться на разл. узлах кристаллич. решётки (3. большого радиуса), экситон Френкеля можно представить как предельный случай, когда связанные электрон и дырка сидят на одном и том же узле (3. малого радиуса). Ванье—Мотта экситон чаще всего наблюдается в полупроводниках и диэлектриках. В молекулярных кристаллах, в к-рых силы взаимодействия между отд, молекулами значительно меньше взаимодействия между атомами и электронами внутри молекулы, Э. представляет собой элементарное возбуждение электронной системы отд. молекулы, к-рое распространяется по кристаллу в виде волны. Молекулярные экситоны определяют спектр поглощения и излучения молекулярных кристаллов, [c.501]

Экситоны II 244—247 Ваннье — Мотта II 247 Френкеля II 244 Экстремальные орбиты [c.415]

Для описания экситона существуют два предельных приближения. Согласно модели Френкеля электрон и дырка в каждый момент времени принадлежат одному и тому же атому в кристалле (сильно связанная система). Согласно модели Мотта и Ванье эвситон раосматривается как слабо свят занная система, причем расстояние между электроном и дыркой считается очень большим по сравнению с постоянной решетки. [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...