Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Магнитооптика триплетных экситонов в полупроводниковых кристаллах

Диссертация: Магнитооптика триплетных экситонов в полупроводниковых кристаллах
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Апробация работы. Основные результаты исследований, вошедших в диссертацию, были доложены и обсуждены на 11 отечественных и 19 международных конференциях, симпозиумах и школах: на Всесоюзных семинарах «Экситоны в кристаллах» (Кишинев, 1976; Ленинград, 1977, Львов, 1979), Всесоюзных совещаниях по люминесценции (Черноголовка, 1976; Эзерниеке, 1980; Ленинград, 1981), Всесоюзном семинаре «Физические… Читать ещё >

Магнитооптика триплетных экситонов в полупроводниковых кристаллах (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ВВЕДЕНИИ
  • Глава I. СИНГЛЕТНЫЕ И ТРИПЛЕТНЫЕ ЭКСИIОНЫ В ПОЛУI1РОВОДНИКОВЫХ КРИСТАЛЛАХ
    • 1. 1. Сииглетные и триплетные состояния
    • 1. 2. Энергетический спектр экситона в полупроводниковом кристалле
    • 1. 3. Влияние анизотропии кристалла на энер1етический спектр экситона
    • 1. 4. Учет обменного взаимодействия. Тонкая структура экситонных уровней
    • 1. 5. Оптический спектр экситона
      • 1. 6. 11. рямые экситоны в кристалле селенида галлия
    • 1. 7. Оптическая ориентация и выстраивание экситонов
    • 1. 8. Экспериментальные исследования оптического выстраивания и ориентации экситонов
  • Постановка задачи
  • Глава II. ПОЛЯРИЗОВАННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ СВОБОДНЫХ ЭКСИЮПОВ В СЕЛЕНИДЕ ГАЛЛИЯ
    • 2. 1. Введение
    • 2. 2. Оптическая ориентация и выстраивание свободных экситонов в селениде галлия при реюнансном возбуждении
      • 2. 2. 1. Экспериментальные результаты
        • 2. 2. 2. 1. Качественное сравнение с феноменологической теорией
        • 2. 2. 2. 2. Количественное сопоставление с результатами микроскопической теории
    • 2. 3. Проявление промежуточных состояний в кинетике экситошгой люминесценции кристаллов
    • 2. 4. Магнито-штарк эффект на экситоне в селениде галлия
      • 2. 4. 1. Экситон во внешних магнитном и электрическом полях
      • 2. 4. 2. Эффект Штарка на экситоне
      • 2. 4. 3. Машито-штарк эффект
  • Выводы к главе II
  • Глава III. ПОЛЯРИЗОВАННАЯ ЛЮМИ11ЕСЦЕН1 ДОЯ ТРИ1IJIEI ПЫХ СВЯЗАННЫХ ЭКСИТОНОВ В СЕЛЕНИДЕ ГАЛЛИЯ
    • 3. 1. Связанные экситоны
    • 3. 2. Поляризованная люминесценция связанных экситонов в селениде галлия
      • 3. 2. 1. Энер1 етическая структура связанных экситонов в селениде галлия. Эффект Зеемана
      • 3. 2. 2. Поляризованная люминесценция связанных экситонов. Экспериментальные результаты
      • 3. 2. 3. Обсуждение результатов
  • Выводы к главе III
  • Глава IV. ТРИПЛЕТНЫЕ ЭКСИТОНЫ В ТВЕРДЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РАСТВОРАХ AmBvl
    • 4. 1. Кристаллическое строение и структурный фазовый переход в смешанных кристаллах GaSe-GaS
    • 4. 2. Экситоны в смешанных кристаллах соединений An, BVI
    • 4. 3. Краевая люминесценция твердых растворов GaS-GaSe
    • 4. 4. Поляризованная люминесценция триплетных экситонов в смешанных крисгаллах АП|ВУ| в Mai нитном поле
    • 4. 5. Оптическое выстраивание локализованных эксиюнов в твердых растворах GaSei. xSx
    • 4. 6. Селективная лазерная спектроскопия локализованных экситонов в твердых растворах
  • GaSei-jTe* в магнитном поле
  • Выводы к главе IV
  • Глава V. ВРЕМЕННАЯ ЗАВИСИМОСIЬ МАГНИТООПТИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ В ИЗЛУЧЕНИИ ТРИПЛЕТНЫХ СВЯЗАННЫХ ЭКСИТОНОВ В УСЛОВИЯХ НЕКОГЕРЕНТОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
    • 5. 1. Эффект антипересечения спиновых подуровней триплетных связанных экситонов в магнитном иоле
    • 5. 2. Временная зависимость эффекта антипересечения уровней триплетных связанных экситонов. Эксперимент
    • 5. 3. Временная зависимость эффекта антипересечения уровней триплетных связанных экситонов. Теория
    • 5. 4. Влияние энергии связи на кинетику излучательной и бе1ы$луча1елыюй рекомбинации триплетных связанных экситонов
      • 5. 4. 1. Постановка задачи
      • 5. 4. 2. Экспериментальные результаты и обсуждение
    • 5. 5. Излучательпая и безызлучательная рекомбинация непрямых триплетных связанных экситонов
    • 5. 6. Динамикамапштоиндуцированной линейной поляризации экситонной люминесценции кристаллов GaSe
    • 5. 6.1. Введение
      • 5. 6. 2. Экспериментальные результаты
      • 5. 6. 3. Теория и обсуждение результатов
  • Выводы к главе V
    • Глава VI. СПЕКТРОСКОПИЯ 'IРИПЛЕТНЫХ СОСТОЯНИЙ УГЛЕРОДНЫХ НАНОКЛАС ГЕРОВ — ФУЛЛЕРЕНОВ
  • 6. 1. Введение
  • 6. 2. Электронная структура молекул С
  • 6. 3. Широкополосные спектры люминесценции матрично-изолированных молекул фуллерена с
  • 6. 4. Наблюдение эффекта Шпольского в оптических спектрах матричпо-изолированных молекул
  • 6. 5. Поляризационные эффекты в оптических спектрах матрично-изолированных молекул С
  • 6. 6. Магнитооптические эффекты в спектре излучения матрично-изолированных молекул С
  • Выводы к главе VI

    • Актуальность темы

    исследования. Среди исследований оптических свойств кристаллов важное место занимает экситонная спектроскопия. Как известно, экситоны играют существенную роль в формировании оптических и фотоэлектрических свойств кристаллов. Они в значительной степени влияют на явления люминесценции, поглощения, отражения и рассеяния света в кристаллах. Исследования оптических спектров экситонов позволяют получить уникальную информацию об энергетической структуре кристалла.

    В последние годы значительное внимание в спектроскопии экситонных состояний уделяется спиновым эффектам. Наличие у электрона спина оказывает заметное влияние на энергетический спектр и свойства электронных состояний в многоэлектронных системах, от атомов до кристаллов. Спиновые эффекты играют существенную роль в формировании химических связей, важны для понимания магнитных свойств вещества, его фотофизических и фотохимических свойств и других явлений. Внимание к спиновым эффектам в полупроводниковых материалах и твердотельных структурах на их основе связано и с потребностями нового направления в современной твердотельной электронике — спинтроники, целью которой является разработка устройств, основанных на контроле и управлении электронным спином и влиянии таким образом на электронные процессы в полупроводниковых приборах.

    Поскольку электрон и дырка, составляющие экситон, обладают полуцелыми спинами, спин экситона может принимать значение 5=0 или 1. В соответствии с их мультиплетностью состояния с S = 0 принято называть синглетными (или параэкситонами), а с S = 1 — триплетными (или ортоэкситонами). Триплетные экситоны являются наиболее низкоэнергетическими собственными электронными возбуждениями в совершенных полупроводниковых кристаллах. При этом в силу правила запрета интеркомбинационных переходов, вероятность их излучательного распада существенно меньше, чем синглетных экситонов, поэтому триплетные возбужденные состояния полупроводников могут обладать большими временами жизни. Как известно, триплетные возбужденные состояния играют важнейшую роль в формировании фотофизических, фотохимических и радиационно-химических свойств органических молекул и молекулярных кристаллов, в биологических процессах. Свойства триплетных экситонов в полупроводниковых кристаллах исследованы в значительно меньшей степени и требуют более широкого изучения. Интерес к свойствам триплетных экситонов в полупроводниковых кристаллах обусловлен как их важностью для понимания фундаментальных свойств электронных состояний в полупроводниках, так и тем, что исследуемые методом экситонной спектроскопии свойства и явления могут иметь значение и для других атомных систем.

    Триплетные экситоны являются нижайшими по энергии электронными возбужденными состояниями в совершенных полупроводниковых кристаллах и благодаря относительно малой (по сравнению с синглетными экситонами) вероятности излучательной аннигиляции — и наиболее долгоживущими электронными возбуждениями. Поэтому можно полагать, что при низких температурах существенная доля энергии электронного возбуждения в совершенном полупроводниковом кристалле сосредоточена в триплетных экситонах. В этом случае при достаточной оптической активности состояний триплетных экситонов они могут играть определяющую роль в формировании краевого излучения полупроводников как непосредственно, так и косвенно, обеспечивая транспорт энергии к центрам излучательной рекомбинации в кристалле. Оптические переходы с участием триплетных экситонов оказываются в ряде случаев весьма благоприятными для получения лазерного эффекта: в частности, подобный эффект наблюдался в серии полупроводниковых соединений AmBvl.

    Фундаментальный характер явлений, связанных со свойствами триплетных электронных состояний, их влияние на магнитооптику полупроводников и возможность создания на их основе эффективных методов исследования полупроводниковых материалов делают исследование триплетных экситонных состояний в полупроводниках актуальной научной задачей.

    Целью настоящей работы явилось комплексное экспериментальное и теоретическое исследование методами оптической спектроскопии свойств триплетных экситонных состояний и связанных с ними магнитооптических свойств полупроводниковых кристаллов на примере кристаллов соединений AmBVI. Кристаллы А|ПВУ| обладают высокой фоточувствительностью, а некоторые из них (селенид галлия) производятся в коммерческих целях как нелинейно-оптические элементы устройств для преобразования частоты электромагнитного излучения в видимом и инфракрасном диапазоне спектра. Соединения AmBVI (селенид галлия и ряд твердых растворов на его основе) рассматриваются как перспективные материалы для полупроводниковых лазеров с накачкой оптическим излучением или электронным пучком.

    Экспериментальные исследования были выполнены с применением различных методов экситонной спектроскопии. Поскольку, как отмечалось выше, триплетные экситоны характеризуются не только определенными особенностями энергетического спектра (мультиплетной структурой уровней), но и, вообще говоря, зависящей от спинового состояния экситона кинетикой, главное внимание в работе было уделено изучению особенностей экситонной люминесценции, свойства которой определяются как электронной структурой возбужденного состояния, так и кинетикой релаксации электронных возбуждений. При этом, учитывая связь между угловым моментом излучающего состояния и поляризацией излучения, для получения информации о спиновом состоянии экситонов был применен метод поляризованной люминесценции. Наличие у триплетных экситонов отличного от нуля магнитного момента позволяет контролируемым образом влиять на состояние экситонного спина и энергию спиновых подуровней с помощью внешнего магнитного поля, что делает методы магнитооптики особенно эффективными в исследованиях свойств триплетных состояний. Величина спина триплетных экситонов предполагает возможность различных типов спинового упорядочения в системе экситонов — спиновой ориентации и выстраивания. В связи с этим одной из целей работы было исследовать эффекты спиновой ориентации и выстраивания триплетных экситонов и поведение системы ориентированных и выстроенных экситонов во внешних магнитных полях. Важной особенностью триплетных экситонных состояний в системах с осевой симметрией, в частности в одноосных кристаллах AmBvl, является существенное различие излучательных времен жизни триплетных экситонов в различных спиновых состояниях, что, как показано в работе, приводит к ряду характерных магнитооптических эффектов в излучении кристаллов. В рамках работы было проведено исследование этих эффектов как в условиях стационарного возбуждения, так и проявление этих эффектов в различные моменты жизни возбужденного состояния. Сочетание методов магнитооптики и спектроскопии с временным разрешением позволило существенно расширить информативность исследований. В рамках работы выполнен теоретический анализ полученных экспериментальных результатов и предложены теоретические модели описания наблюдавшихся магнитооптических эффектов. Помимо свойств триплетных экситонов в объемных полупроводниковых кристаллах, в диссертационной работе приведены также результаты исследования свойств триплетных электронных состояний в матрично-изолированных углеродных нанокластерахмолекулах фуллерена С70, которые можно рассматривать как наночастицы («квантовые точки») неорганического молекулярного полупроводника фуллерита, образованного подобно алмазу атомами углерода.

    Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

    • Наблюдались оптическая ориентация и выстраивание спинов свободных экситонов при их резонансном возбуждении.

    • Проведено комплексное экспериментальное и теоретическое исследование особенностей эффекта Ханле на выстроенных и ориентированных экситонах в условиях их резонансного возбуждения.

    • Наблюдался индуцированный внешним магнитным полем эффект оптического выстраивания триплетных связанных экситонов в условиях линейно поляризованной накачки.

    • Исследован индуцированный внешним магнитным полем эффект перехода оптической ориентации в выстраивание, а также обратный эффект, в системе триплетных связанных экситонов в условиях поляризованной накачки.

    • Изучен эффект наведенной внешним магнитным полем линейной поляризации излучения триплетных экситонов в одноосном кристалле в условиях некогерентного возбуждения экситонных состояний.

    • Методом поляризованной люминесценции установлена триплетная природа краевого излучения твердых кристаллических растворов соединений AmBvl при низких температурах и определены закономерности изменения соотношения излучательного и безызлучательного времен жизни триплетных локализованных экситонов в зависимости от их энергии.

    • В условиях селективного лазерного возбуждения состояний из континуума состояний триплетных локализованных экситонов, приводящего к лазерному сужению полос экситонного излучения, наблюдался эффект Зеемана в твердых растворах полупроводников (на примере системы Оа8е1лТел) и изучена зависимость эффективного g-фактора экситонов от их энергии и состава твердого раствора.

    • На примере триплетных связанных экситонов в GaSe исследована временная зависимость эффекта антипересечения (спиновых) подуровней в магнитном поле в спектрах послесвечения кристаллов. Установлено, что форма сигнала антипересечения существенно меняется в течение времени жизни возбужденного состояния и отличается от классической формы сигнала, наблюдаемой в условиях стационарного возбуждения. Дано теоретическое описание наблюдаемых эффектов.

    • На примере триплетных связанных экситонов в GaSe исследована временная зависимость эффекта наведенной внешним магнитным полем линейной поляризации излучения триплетных экситонов в одноосном кристалле в условиях не когерентного возбуждения экситонных состояний. Установлено, что зависимость степени линейной поляризации излучения от магнитного поля меняется в течение времени жизни возбужденного состояния. Обнаружен эффект существенного увеличения степени поляризации по мере увеличения времени задержки регистрации излучения: показано, что при больших временах задержки излучение экситонов в магнитном поле оказывается практически полностью поляризованным. Предложено теоретическое описание наблюдаемой временной зависимости магнитоиндуцированной поляризации излучения.

    • Обнаружен эффект Шпольского в оптических спектрах углеродных нанокластеров — молекул фуллерена С70 при их введении в кристаллические матрицы ряда соединений.

    • На примере С70 наблюдался и исследован эффект Зеемана в спектре излучения триплетных возбужденных состояний углеродных нанокластеров — фуллеренов.

    Научная и практическая значимость работы. Научная ценность работы состоит в том, что в ней систематически изучены свойства триплетных экситонов в полупроводниковом кристалле и их проявление в оптических спектрах, различные типы спинового упорядочения в системе триплетных экситонов. В работе впервые детально исследовано влияние внешнего магнитного поля на спиновую ориентацию и выстраивание триплетных экситонов в условиях их резонансного возбуждения, в том числе индуцированный магнитным полем переход ориентация^выстраивание в системе триплетных экситоноввпервые наблюдался эффект Зеемана на локализованных экситонах в твердых растворах полупроводников. В ходе исследований впервые наблюдался и исследован эффект наведенной внешним магнитным полем линейной поляризации экситонного излучения в условиях некогерентного возбуждения, демонстрирующий обусловленную магнитным полем анизотропию оптических свойств одноосного кристалла в плоскости, ортогональной оптической оси кристалла (в этом отношении эффект аналогичен эффекту Фойгта в пропускании кристаллов). В работе впервые исследованы временные особенности ряда магнитооптических эффектов в излучении триплетных экситонов в условиях их некогерентного возбуждения. В рамках работы впервые изучено влияние внешнего магнитного поля на спектр излучения углеродных нанокластеровфуллеренов С70 и получено прямое доказательство участия в формировании спектра триплетных возбужденных состояний молекул С70.

    Практическая ценность диссертации состоит в предложении и демонстрации эффективности подхода, сочетающего методы магнитооптики и спектроскопии с временным разрешением, для получения информации о энергетической структуре и кинетических параметрах излучающих состояний. Проведенные исследования позволили также предложить простой и эффективный метод получения высокоинформативных линейчатых спектров матрично-изолированных фуллеренов, основанный на эффекте Шпольского.

    На защиту выносятся следующие положения:

    1. При резонансном возбуждении триплетных свободных экситонов линейно (циркулярно) поляризованным светом наблюдается эффект оптического выстраивания (ориентации) экситонных спинов. Установлено, что зависимость степени линейной (циркулярной) поляризации резонансного излучения выстроенных (ориентированных) свободных экситонов от магнитного поля (форма сигнала Ханле) в значительной степени определяется характером релаксации фоторожденных экситонов по квазиимпульсу в процессе переизлучения света кристаллом, что существенно отличает свободные экситоны от неподвижных излучательных центров или свободных атомов.

    2. На основе исследования магнито-штарк эффекта на свободном триплетном экситоне в слоистом кристалле GaSe экспериментально доказано наличие движения фоторожденных экситонов в направлении, перпендикулярном плоскости кристаллических слоев.

    3. Обнаружен эффект оптического выстраивания спинов триплетных связанных экситонов. Установлено, что в случае триплетных связанных экситонов времена распада спиновой ориентации и выстраивания могут резко различаться, при этом скорость распада выстраивания может быть существенно уменьшена приложением внешнего магнитного поля.

    4. На примере триплетных связанных экситонов в селениде галлия показано, что в одноосном кристалле внешнее магнитное поле может индуцировать переход одного вида упорядочения в системе экситонных спинов — оптического выстраивания в ориентацию, а также обратный эффект.

    5. Установлено, что низкотемпературные спектры краевой люминесценции твердых растворов AmBvl (GaS-GaSe, GaSe-GaTe) обусловлены аннигиляцией триплетных локализованных экситонов.

    6. На примере триплетных экситонов в кристаллах AIMBVI и твердых растворов на их основе показано, что в условиях неполяризованного межзонного возбуждения одноосного кристалла наблюдается индуцированный магнитным полем эффект возникновения линейной поляризации экситонного излучения (не связанный с термализацией экситонов между различными зеемановскими подуровнями). Эффект связан с различием времен жизни экситонов в различных спиновых состояниях.

    7. На примере прямозонных твердых растворов GaSei. Je^ показано, что селективная лазерная спектроскопия является эффективным методом исследования эффекта Зеемана в излучении локализованных (триплетных) экситонов в твердых растворах полупроводников. Изучение эффекта Зеемана позволяет прямо определить эффективные g-факторы триплетных локализованных экситонов и их зависимость от энергии экситонов и состава твердого раствора.

    8. На примере системы зеемановских подуровней триплетных связанных экситонов в кристаллах селенида галлия установлено, что форма сигнала антипересечения уровней существенно меняется в течение времени жизни возбужденного электронного состояния. Предложено теоретическое описание явления. Показано, что исследование временной зависимости сигнала антипересечения является эффективным методом изучения энергетической структуры и кинетических свойств экситонов.

    9. Экспериментально и теоретически исследована временная зависимость индуцированной внешним магнитным полем линейной поляризации экситонного излучения в одноосном кристалле в условиях межзонного возбуждения неполяризованным светом. Обнаружено, что степень линейной поляризации излучения триплетных связанных экситонов в магнитном поле, ортогональном оптической оси кристалла, увеличивается с увеличением времени пребывания экситонов в поле. Предложена теоретическая модель явления. Показано, что для корректного описания экспериментальных зависимостей необходимо учитывать исходное возмущение спиновой структуры связанных экситонов локальными полями.

    10. Внедрение углеродных нанокластеров С&tradeв кристаллические матрицы ряда соединений приводит к формированию при низких температурах высокоинформативных узколинейчатых спектров излучения и поглощения фуллеренов. Явление может быть охарактеризовано как эффект Шпольского в системе фуллерен-кристаллическая матрица.

    11. В спектре фосфоресценции матрично-изолированных нанокластеров С70 в магнитном поле наблюдается эффект Зеемана. Характер эффекта показывает, что фосфоресценция обусловлена оптическими электронными переходами из триплетного возбужденного состояния нанокластеров. Особенности наблюдаемого эффекта могут быть объяснены в предположении о различной оптической активности спиновых компонент триплета. Установлено, что g-фактор нижайшего триплетного состояния нанокластера С70 практически изотропен и равен g = 1.85 ± 0.05.

    Апробация работы. Основные результаты исследований, вошедших в диссертацию, были доложены и обсуждены на 11 отечественных и 19 международных конференциях, симпозиумах и школах: на Всесоюзных семинарах «Экситоны в кристаллах» (Кишинев, 1976; Ленинград, 1977, Львов, 1979), Всесоюзных совещаниях по люминесценции (Черноголовка, 1976; Эзерниеке, 1980; Ленинград, 1981), Всесоюзном семинаре «Физические свойства слоистых кристаллов» (Баку, 1979), Всесоюзном совещании «Оптическое детектирование магнитных резонансов в твердых телах» (Ленинград, 1981), Международной конференции «Excitons 84» (Гюстров, Германия, 1984), Международной конференции «Optics of Excitons in Condensed Matter» (С.-Петербург, 1997), Российских конференциях по физике полупроводников (Новосибирск, 1999; С.-Петербург, 2003), Международном семинаре по оптоэлектронике (С.-Петербург, 2003), Международных семинарах «Fullerenes and atomic clusters» (С.-Петербург, 1993; 1995; 1997; 2001), XXI Съезде по спектроскопии (Звенигород, 1995), Международных зимних школах «Electronic properties of novel materials» (Кирхберг, Австрия, 1995; 1998), Международной зимней школе/евроконференции «Electronic Properties of Molecular Nanostructures» (Кирхберг, Австрия, 2001),.

    Международной конференции по люминесценции (Москва, 1994), Международной конференции по люминесценции (Прага, 1996), Международной конференции «Excitonic processes in Condensed Matter» (Kurort Gohrisch, Германия, 1996), Международном симпозиуме «Electrons and Vibrations in Solids and Finite Systems (Jahn-Teller Effect)» (Берлин, Германия, 1996), Российско-германских семинарах «Point Defects in Insulators and Deep-Level Centers in Semiconductors» (С.-Петербург, 2003).

    Публикации. По теме исследования опубликовано 46 печатных работ, в том числе 30 статей, список которых приведен в конце диссертации.

    Структура и объем диссертации

    Работа состоит из введения, шести глав, перечня основных результатов и списка цитированной литературы. Первая глава содержит обзор литературы по теме исследования. В ней кратко рассмотрены экспериментальные и теоретические работы, посвященные рассмотрению природы триплетных электронных состояний, влиянию обменного взаимодействия на энергетических спектр экситонных состояний, проявлению переходов в синглетные и триплетные экситонные состояния в оптических спектрах кристаллов, явлениям оптической ориентации и выстраивания экситонных спинов, электронной и кристаллографической структуре кристаллов AniBVI, явившихся модельными объектами исследований. В заключительной части главы сформулированы выводы из обзора и поставлена задача исследования. Во второй главе описаны результаты экспериментального и теоретического исследования поляризованной магнитолюминесценции свободных триплетных экситонов в условиях резонансного когерентного возбуждения светом различных зеемановских (спиновых) состояний триплетных экситонов, а также при межзонном возбуждении кристалла. Рассматриваются возникающие в этих условиях различные виды спинового упорядочения в системе экситонов, их поведение во внешних магнитных полях и влияние промежуточных электронных состояний на магнитооптические эффекты в излучении.

    Выводы к главе VI.

    1. Изучены спектры фотолюминесценции матрично-изолированных молекул С70 в ряде органических матриц и проведена их интерпретация.

    2. Исследована температурная зависимость спектра фотолюминесценции молекул С70 в толуоле в интервале температур 2ч-300 К. Установлено существенное различие температурного поведения полос излучения, формирующих коротковолновую (1.65-Й.90 эВ) и длинноволновую (1.35-И.55 эВ) части спектра. Указанное различие связывается с участием в оптических переходах различных излучательных состояний кластера С70. На основании проведенного анализа коротковолновая структура спектра отнесена к синглет-синглетным переходам Si—>So в молекуле С70, длинноволновая — к оптическим переходам из первого возбужденного триплетного состояния Т—>S0.

    3. Впервые наблюдался эффект Шпольского в спектре излучения кластеров С70, внедренных в кристаллические матрицы толуола и ряда.

    Рис. 6−18. Схема расщепления линий триплет-синглетных переходов Т—"Sq в спектре излучения молекул С70 во внешнем магнитном поле при различных ориентациях молекул относительно направления поля в геометриях Фарадея (В || кф0т0п) и Фойгта (В 1 кф0т0,). На схеме молекулы С70 представлены в виде эллипсоидов, направление большой оси которых соответствует направлению главной оси молекул. Справа от эллипсоида, характеризующего ориентацию молекулы, приведено схематическое изображение картины зеемановского расщепления, отвечающей в соответствии с рассмотренной моделью данной конфигурации. Положение зеемановских компонент, которые соответствуют переходам с оптически неактивных спиновых подуровней молекулы и в спектре не наблюдаются, показаны на схеме пунктирными линиями. я и S л н о о к § о я р К о со sО н о о я 03 s о К р

    1.542 1.543 1.544 hv, эВ.

    1.542 1.543 1.544 hv, эВ.

    Рис. 6−19. Спектры триплетного излучения С70 в кристаллической матрице толуола в области чисто электронных переходов в магнитном поле в геометриях Фарадея (слева) и Фойгта (справа). Величина магнитного поля в теслах (от 0 до 8) указана на рисунке. Т= 2 К. Яехс = 457.9 нм. других соединений. В результате этого эффекта широкие полосы излучения и поглощения, характерные для спектров излучения и поглощения молекул С70 в аморфных матрицах, распадаются в случае кристаллических матриц на систему узких линий шириной до 0.3 мэВ при гелиевых температурах.

    4. Методами селективной лазерной спектроскопии показано, что сложная (мультиплетная) структура линий чисто электронных 0−0 переходов в спектрах молекул С70 в матрицах Шпольского обусловлена наличием ряда кристаллографически неэквивалентных позиций С7о в матрице. Изучено температурное поведение этих линий. С высокой точностью измерены энергии колебательных мод молекулы С70, активных в электронно-колебательных переходах из возбужденных синглетного и триплетного состояний С70.

    5. На примере кристаллической матрицы толуола впервые исследованы поляризационные характеристики спектров излучения и поглощения матрично-изолированных молекул С70. Обнаружена ярко выраженная поляризация ряда резонансных линий излучения и поглощения С70, что связывается с оптической анизотропией свойств молекулы. Установлено, что поляризационные свойства оптического перехода S|—>So могут быть описаны моделью плоского осциллятора, ориентированного перпендикулярно главной оси молекулы С70. Предложена интерпретация наблюдаемых поляризационных эффектов на основе особенностей электронной структуры молекул С70 и их взаимодействия с матрицей.

    6. Впервые на примере матрично-изолированных молекул С70 наблюдался и исследован эффект Зеемана на фуллеренах. Установлено существенное различие во влиянии внешнего магнитного поля на структуру коротковолновой и длинноволновой частей спектра излучения С70. Показано, что магнитное поле до 23 Т не влияет на структуру линий излучения коротковолновой части спектра. Это доказывает, что коротковолновая часть спектра определяется излучательными переходами из синглетного орбитально невырожденного состояния молекулы С70.

    7. Проведенными магнитооптическими исследованиями получены прямые доказательства триплетной структуры излучательных состояний, формирующих длинноволновую часть спектра люминесценции матрично-изолированных кластеров С70. Установлено, что в общем случае линии триплетного излучения расщепляются в магнитном поле в триплеты. Однако в зависимости от ориентации кластера С70 в матрице относительно направления магнитного поля и направления наблюдения картина расщепления может меняться: наблюдаются триплетное, дублетное расщепление или видимое отсутствие расщепления.

    8. Проведена интерпретация результатов экспериментального исследования магнитооптических эффектов в излучении матрично-изолированных кластеров С70. Показано, что оптическая активность триплетного состояния обусловлена подмешиванием к нему синглетного состояния симметрии Е[. Установлено, что в пределах точности эксперимента g-фактор триплетного состояния Т[ в С70 изотропен и составляет величину g = 1.85 ± 0.05.

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    .

    В заключение приведем основные результаты работы.

    1. Впервые исследована поляризованная люминесценция (триплетных) свободных экситонов при резонансном возбуждении. В этих условиях обнаружены эффекты оптической ориентации и выстраивания экситонных спинов в кристаллах селенида галлия.

    2. Впервые обнаружено и исследовано влияние магнитного поля на выстраивание экситонов. Установлено, что деполяризация излучения выстроенных триплетных экситонов в магнитном поле (форма сигнала Ханле) зависит от ориентации магнитного поля В по отношению к оптической оси кристалла и плоскости поляризации возбуждающего света. Показано, что в отличие от атомов форма сигнала Ханле в излучении ориентированных и выстроенных экситонов в условиях резонансного возбуждения зависит от скорости релаксации экситонов по квазиимпульсу. Установлено, что полученные экспериментальные результаты находятся в хорошем согласии с микроскопической теорией оптической ориентации и выстраивания экситонов, развитой Ивченко и Пикусом. Из количественного сравнения данных эксперимента и теории найдены времена жизни и релаксации экситонов по импульсу в исследованных образцах.

    4. Впервые проведено сравнительное исследование поляризованной люминесценции триплетных экситонов при их резонансном возбуждении и нерезонансном межзонном возбуждении. Установлена важная роль промежуточных электронно-дырочных состояний в кинетике экситонного излучения в кристаллах.

    5. Впервые экспериментально исследован магнито-штарк эффект на свободном триплетном экситоне в слоистом кристалле GaSe. Установлено наличие движения экситонов в слоистом GaSe в направлении, перпендикулярном плоскости кристаллических слоев, и определена величина эффективной трансляционной массы экситона в этом направлении М&bdquo- = (0.7 ±0.1) гщ.

    6. Исследована поляризованная люминесценция связанных триплетных экситонов в селениде галлия. Впервые обнаружено оптическое выстраивание спинов связанных экситонов. Установлено, что время спиновой релаксации выстраивания связанных экситонов может существенно зависеть от магнитного поля.

    7. В магнитном поле, составляющем отличный от 0° иди 90° угол с оптической осью кристалла, обнаружен эффект перехода оптического выстраивания триплетных связанных экситонов в ориентацию, а также обратный эффект. Установлено, что эти эффекты связаны с обменным расщеплением состояний триплетных экситонов, связанным со спин-орбитальным взаимодействием электронов в кристалле.

    8. Исследованы широкополосные спектры краевой фотолюминесценции ряда твердых полупроводниковых растворов соединений AniBVI (GaSe^S*, GaSe^Te*) гексагональной симметрии. Установлено, что при низких температурах спектры краевой люминесценции твердых растворов AmBVI обусловлены аннигиляцией триплетных локализованных экситонов.

    9. В условиях неполяризованного межзонного возбуждения в геометрии Фойгта (В 1 кфотон, В L с) в экситонном излучении твердых растворов AinBVI впервые в полупроводниковых кристаллах наблюдалось появление индуцированной внешним магнитным полем линейной поляризации с Е || В. Показано, что аналогичный эффект наблюдается в излучении непрямых триплетных связанных экситонов в чистых кристаллах GaSe. Установлено, что наблюдаемый магнитооптический эффект обусловлен смешиванием поперечным магнитным полем излучательных и безызлучательных состояний экситонного триплета в гексагональных кристаллах AI, IBVI и формированием новой системы излучательных состояний.

    10. Методом селективной лазерной спектроскопии на примере прямозонных твердых растворов GaSei. xTex впервые наблюдался эффект Зеемана в излучении локализованных экситонов в твердых растворах полупроводников. Полученные экспериментальные данные дают прямое доказательство триплетной природы излучательных состояний в исследованных системах. Проведенные измерения позволили впервые определить величину g-фактора (триплетных) локализованных экситонов в твердых растворах, его зависимость от энергии локализации экситонов и состава твердых растворов.

    11. Впервые экспериментально исследована временная зависимость сигнала антипересечения зеемановских подуровней в излучении кристаллов. На примере системы спиновых подуровней триплетных связанных экситонов в кристаллах селенида галлия установлено, что форма сигнала антипересечения существенно меняется в течение времени жизни возбужденного электронного состояния.

    12. Проведено теоретическое рассмотрение задачи о временной эволюции сигнала антипересечения спиновых подуровней триплетных экситонов в кристаллах типа GaSe. Сравнение теоретических и экспериментальных зависимостей позволяет раздельно определить излучательные и безызлучательные времена жизни триплетных связанных экситонов в различных спиновых состояниях, а также параметры тонкой структуры экситонных состояний.

    13. Методом спектроскопии с временным разрешением впервые исследована временная зависимость индуцированной внешним магнитным полем линейной поляризации экситонного излучения в одноосном кристалле на примере GaSe. Обнаружено, что степень линейной поляризации излучения триплетных связанных экситонов в магнитном поле, ортогональном оптической оси кристалла, увеличивается по мере увеличения времени пребывания экситонов в поле. Установлено, что указанное поведение степени линейной поляризации обусловлено различной зависимостью от времени я и о компонент экситонного излучения, 1Л{В, 1) и I"{B, t) соответственно.

    14. Предложено теоретическое описание наблюдаемых зависимостей In{B, t) и Ic (B, t). На основе сравнения теоретических и экспериментальных зависимостей определены излучательное и безызлучательное времена жизни связанных триплетных экситонов, а также матричные элементы, характеризующие возмущение спиновой структуры триплетных экситонов локальными полями.

    15. Изучены спектры фотолюминесценции матрично-изолированных нанокластеров С70 в ряде органических матриц и проведена их интерпретация. Впервые наблюдался эффект Шпольского в оптических спектрах фуллеренов в кристаллических матрицах.

    16. Впервые на примере матрично-изолированных молекул С70 наблюдался и исследован эффект Зеемана на фуллеренах. Проведенными магнитооптическими исследованиями получены прямые доказательства триплетной структуры излучательных состояний, формирующих длинноволновую часть спектра люминесценции матрично-изолированных кластеров С70. Проведена интерпретация результатов экспериментального исследования магнитооптических эффектов в излучении матрично-изолированных кластеров С70. Показано, что оптическая активность триплетного состояния обусловлена подмешиванием к нему синглетного состояния симметрии Е[. Установлено, что в пределах точности эксперимента g-фактор триплетного состояния Т| в С70 изотропен и составляет величину g = 1.85 ± 0.05.

    В заключение автор приносит благодарность заведующему отделом оптики твердого тела академику А. А. Каплянскому за проявленные внимание и интерес к работе. Автор выражает признательность проф. д.ф.-м.н. Б. С. Разбирину за постоянную помощь и поддержку. Автор благодарен проф. д.ф.-м.н. ЕЛ. Ивченко, д.т.н. Е. М. Гамарцу, д.ф.-м.н. М. И. Караману, проф. д.ф.-м.н. В. П. Мушинскому, зав. лаб. Ю. С. Грушко за плодотворное сотрудничество, к.ф.-м.н. Д. К. Нельсону и к.ф.-м.н. А. В. Чугрееву за помощь в проведении экспериментов и полезные дискуссии. Автор весьма признателен всем сотрудникам отдела оптики твердого тела за поддержку.

    Показать весь текст

    Список литературы

    1. Л.Д. и Лифшиц Е.М. Квантовая механика — М.: Наука, 1972. -368 с.
    2. Мак-Глин С., Адзуми Т., Киносита М. Молекулярная спектроскопия молекулярного состояния / Пер. с англ. М.: Мир, 1972. — 448 с.
    3. Frenkel J. On the transformation of light into heat in solids // Phys. Rev. -1931.- v. 37. p. 17−44- Phys. Rev. — 1931. — v. 37. — p. 1276−1294.
    4. В.Л., Медведев B.C., Прихотько А. Ф. Электронные и колебательные уровни молекулы и кристалла бензола // ЖЭТФ. 1951, т. 21. -с. 665−672.
    5. Wannier G.H. The structure of electronic excitation levels in insulating crystals // Phys. Rev. 1937, — v. 52. — p. 191−197.
    6. P. Теория экситонов / Пер. с англ. М.: Мир, 1966. -219 с.
    7. А.И. Введение в теорию полупроводников М.: Наука, 1978. -467 с.
    8. Deverin J.A. Contribution a la theorie des excitons de Wannier dans les cristaux anisotropes // Helv. Phys. Acta. 1969. — v. 42. — p. 397−419.
    9. УФН.- 1957. т. 63.-с. 575−611.
    10. Elliott R.J. Intensity of optical absorption by excitons // Phys. Rev. 1957. — v. 108.-p. 1384−1389.
    11. Thomas D.G., Hopfield J.J. Fine structure and magneto-optic effects in the exciton spectrum of cadmium sulfide //Phys. Rev. 1961. — v. 122. — p. 35−52.
    12. Kuwabara G., Tanaka M., and Fukutani H. Optical absorption due to paraexciton of Cu20 // Sol. St. Communs. 1977. — v. 21. — p. 599−601.
    13. Schubert K., Dorre E., Kluge M. Zur Kristallchemie der B-metalle. III. Kristallstruktur von GaSe und InTe // Z. Metallkunde. 1955. — v. 46. — p. 216 224.
    14. Schliiter M. The electronic structure of GaSe // Nuovo Cim. 1973. — v. 13B. -p. 313−360.
    15. С. Халькогениды элементов III Б подгруппы периодической системы -М.: Наука, 1968.
    16. Terhell J.C.J.M., Lieth R.M.A. Structures and Compounds in the System Gai. xSex. II Phys. st. sol. (a). 1972. — v. 10. — p. 529−535.
    17. Kuhn A., Chevy A., Chevalier R. Crystal structure and interatomic distances in GaSe // Phys. st. sol. (a). 1975. — v. 31. — p. 469−475.
    18. Aulich E., Brebner J.L., Mooser E. Indirect energy gap in GaSe and GaS // Phys. st. sol. 1969. — v. 31. — p. 129−131.
    19. C.C., Окулов C.M., Абдуллаев Г. Б., Беленький Г. Л., Грачев B.C., Дейген М.Ф, Нани Р. Х., Салаев Э. Ю., Семенов Ю. Г. ЭПР Mn2t в монокристаллах GaSe // ФТТ. 1975. т. 17. — с. 1794−1796.
    20. Fischer G. Speculation on the band structure of the layer compounds GaS and GaSe // Helv. Phys. Acta. 1963. — v. 36. — p. 317−333.
    21. Kamimura H., Nakao K. Band structure of the semiconducting layer compounds // J .Phys. Soc. Japan. -1966. v. 21, Suppl. — p. 27−36.
    22. Bassani F., Pastori Parravicini G. Band structure and optical properties of graphite and of the layer compounds CaS and GaSe // Nuovo Cim. 1967. — v.50 В.-p. 95−128.
    23. Minder R., Ottaviani G., Canali C. Charge transport in layer semiconductors // J. Phys. Chem. Sol. 1976. — v. 37. — p. 417−424.
    24. Halpern J. Oscillatory magneto-absorption of the direct transition in the layer compound gallium selenide at 1.5 К // J. Phys. Soc. Japan. 1966. — v. 21, Suppl. -p. 180−183.
    25. Bourdon A., Khelladi F. Selection rule in the fundamental direct absorption of GaSe // Sol. St. Commun. 1971. — v. 9. — p. 1715−1717.
    26. Schluter M., Camassel J., Kohn S., Voitchovsky J.P., Shen Y.R., Cohen M.L. Optical properties of GaSe and GaS^Se^ mixed crystals // Phys. Rev. 1976. — v. В13.-p. 3534−3547.
    27. McGilp J.F., Parke A.W. Angle resolved UPS of GaS, GaSe and GaSo6Se04 // Phys. st. sol. (b). 1979. — v. 94. — p. 685−689.
    28. Е.Л., Пикус Г. Е., Разбирин B.C., Старухин A.H. Оптическая ориентация и выстраивание свободных экситонов в GaSe при резонансном возбуждении. Теория // ЖЭТФ. 1977. — т. 72. — с. 2230−2245.
    29. Е.Ф., Новиков Б. В. Разбирин Б.С., Суслина Л. Г. Спектры поглощения кристаллов некоторых халькогенидов галлия // Оптика и спектроскопия. 1959. — т. 6. — с. 569−572.
    30. Brebner J.L. The optical absorption edge in layer structures // J. Phys. Chem. Sol. 1964. — v. 25. — p. 1427−1433.
    31. Brebner J.L., Mooser E. Excitons in GaSe polytypes // Phys. Lett. 1967. — v. 24A. — p. 274−275.
    32. Brebner J.L., Halpern J.J., Mooser E. Feinstruktur des Exzitonen-Spectrumsi in GaSe // Helv. Phys. Acta. 1967. — v. 40. — p. 382−385.
    33. Leung P.C., Andermann G., Spitzer W.G., Mead C.A. Dielectric constants and infrared absorption of GaSe // J. Phys. Chem. Sol. 1966. — v. 27. — p. 849−855.
    34. В.Г., Скроцкий Г. В. Пересечение и антипересечение атомных уровней и их применение в атомной спектроскопии // УФН. 1970. — т. 107. -с. 623.
    35. Бир Г. Л., Пикус Г. Е. Влияние магнитного поля и деформации на оптическую ориентацию экситонов в кристаллах со структурой вюрцита // Письма в ЖЭТФ. 1972. — т. 15. — с. 730−733.
    36. В.Б., Лившиц Е. М., Питаевский Л. П. Квантовая электродинамика М.:Наука, 1980. -704 с.
    37. Бир Г. Л., Пикус Г. Е. Оптическая ориентация экситонов в одноосных кристаллах. Большое обменное расщепление // ЖЭТФ. 1973. — т. 64. — с. 2210−2221.
    38. Е.Л., Пикус Г. Е. Оптическая ориентация эксигонов в полупроводниках // Материалы VIII Зимней школы ФТИ по физике полупроводников. Л., 1978. — с. 33−60.
    39. Fishman G., Hermann С., Lampel G. Analyse du pompage optique des paires electron-trou et des excitons dans les semiconducteurs a l’aide du formalisme de la matrice densite // J. de Physique. 1974. — v. 35, suppl. — p. C3−13 — C3−19.
    40. Weisbuch C., Fishman G. Kinetics of excitons and polaritons in pure GaAs studied by optical spin orientation // J. Luminescence 1975. — v. 12/13. p. 219 224.
    41. А., Земанский M. Резонансное излучение и возбужденные атомы / Пер. с англ. М.-Л.: ОНТИ, 1937.
    42. Pringsheim P. Fluorescence and phosphorescence New York-London: Inters, publ., 1949.-794 p.
    43. П.П. Поляризованная люминесценция атомов, молекул икристаллов М.: Физматгиз, 1959. — 288 с.
    44. М.П. Интерференция вырожденных атомных состояний JL: изд. Ленинградского ун-та, 1975. — 191 с.
    45. Е.Ф., Екимов А. И., Разбирин Б. С., Сафаров В. И. Оптическая ориентация свободных и связанных экситонов в гексагональных кристаллах // Письма в ЖЭТФ. 1971. — т. 14.-е. 108−112.
    46. Физика и химия соединений A"BVI М.: Мир, 1970. — 624 с.
    47. Lampel G. Nuclear dynamic polarization by optical electronic saturation and optical pumping in semiconductors // Phys. Rev. Lett. 1968. — v. 20. — p. 491 495.
    48. Parsons R.R. Optical pumping and optical detection of spin-polarized electrons in a conduction band // Canad. J. Phys. 1971. — v. 49. — p. 1850−1860.
    49. М.И., Перель В. И. О спиновой ориентации электронов при межзонном поглощении света в полупроводниках // ЖЭТФ. 1971. — т. 60. -с. 1954−1965.
    50. А.И., Сафаров В. И. Оптическая ориентация носителей при межзонных переходах в полупроводниках // Письма в ЖЭТФ. 1970. — т. 12. -с. 293−297.
    51. Zakharchenya В.Р. Magnetization of charge carriers and excitons in semiconductors by polarized light // Proc. 11-th Int. Conf. Phys. Semicond. -Warszawa, 1972.-p. 1315−1326.
    52. Weiebuch C., Lampel G. Spin orientation by optical pumping in InP // Proc. 11-th Int. Conf. Phys. Semicond. Warszawa, 1972. — p. 1327−1332.
    53. Lampel G. Optical pumping ia semiconductors // Proc. 12-th Int. Conf. Phys. Semicond. Stuttgart, 1974. — p. 743−750.
    54. Safarov V.I., Zakharchenya B. P. New effects due to optical orientation of electronic and nuclear spins In semiconductors // Proc. 13-th Int. Conf. Phys. Semicond. Rome, 1976.-p. 1273−1276.
    55. Planel R. Spin orientation by optical pumping in semiconductors // Solid State Electronics. 1978. — v. 21. — p. 1437−1444.
    56. Bonnot A., Planel R., Benoit a la Guillaume C. Optical orientation of excitons in CdS // Phys. Rev. 1974. — v. B9. — p. 690−702.
    57. C.A., Морозенко Я. В., Казенков Б. А. Оптическая ориентация горячих экситонов в кристаллах AUBV1 // ФТТ. 1975. — т. 17.-е. 2970−2977.
    58. Е.М., Ивченко Е. Л., Караман М. И., Мушинский В. П., Пикус Г. Е., Разбирин Б. С., Старухин А. Н. Оптическая ориентация и выстраивание свободных экситонов в GaSe при резонансном возбуждении. Эксперимент. // ЖЭТФ. 1977. — т. 73. — с. 1113−1128.
    59. В.Л., Екимов А. И., Сафаров В. И. Оптическая ориентация в системе электронов и ядер решетки в полупроводниках. Эксперимент. // ЖЭТФ. 1978. — т. 65. — с. 346−361.
    60. Minami F., Oka Y., Kushida Т. Effects of external magnetic fields on opticalspin orientation in GaSe// J. Phys. Soc. Japan. 1976. — v. 41. — p. 100−108.
    61. Г. А., Мусеев C.A., Бахышев А. Э., Гасанлы Н. М., Мусаева Л. Г. Анизотропия оптических констант GaS и GaSe вблизи края поглощения // ФТП.- 1975.-т. 9.-с. 142−145.
    62. Nawroski М., Planel R., Benoit a la Guillaume С. Rotation of linearly oriented polaritons in a magnetic fields//Phys. Rev. Lett. 1976. — v. 36. — p. 1343−1546.
    63. Fishman G., Hermann C. Optical pumping and transverse magnetic field effect for excitation above the band edge in p-type semiconductors // Phys. st. sol. (b). -1974. v. 63.-p. 307−315.
    64. Jandl S., Brebner J.L., Powell B.M. Lattice dynamics of GaSe // Phys. Rev. -1976.-v.B13.-p. 686−695.
    65. K.K., Алджанов M.A., Керимов И. Г., Мехтиев М. И. Теплоемкость и моменты колебательного спектра монохалькогенидов галлия // ФТТ. 1978. — т. 20. — с. 42−47.
    66. Mercier A., Mooser Е., Voitchovsky J.P. Resonant exciton in GaSe // Phys. Rev. 1976. — v. В12. — p. 4307−4311.
    67. Wheeler R.G., Dimmock I.O. Exciton structure and Zeeman effects in Cadmium Selenide//Phys. Rev.- 1962.- v. 125.-p. 1805−1815.
    68. .С., Уральцев И. Н., Богданов А. А. Эффект Штарка на свободных и связанных экситонах в кристалле CdSe // ФТТ. 1978. — т. 15. -с. 878−883.
    69. Lampert М.А. Mobile and immobile effective-mass-particle complexes intnonmetalic solids // Phys. Rev. Lett. 1958. — v. 1. — p. 450−453.
    70. Hopfield J.J. The quantum chemistry of bound exciton complexes // Proc. 7-th1.t. Conf. Phys. Semicond. Paris, 1964. — p. 725−735.
    71. Е.Ф., Разбирин B.C., Якобсон M.A. Линейчатый спектр для основного поглощения кристаллов сернистого кадмия // ЖТФ. 1957. — т. 27. -с. 1149−1151.
    72. Thomas D.G., Hopfield J.J. Optical properties of bound exciton complexes in cadmium sulfide // Phys. Rev. 1962. — v. 128. — p. 2135−2148.
    73. Thomas D.G., Gershenzon M., Hopfield J.J. Bound excitons in GaP // Phys. Rev.-1963.-v. 131.-p. 2397−2404.
    74. R.E., Thomas D.G., Hopfield J.J. «Mirror» absorption and fluorescence in ZnTe // Phys. Rev. Lett. 1962. — v. 8. — p. 391−393.
    75. Бир Г. Л., Разбирин B.C., Уральцев И. Н. Обменное взаимодействие и эффект Зеемана на экситоне, связанном с ионизованным центром в CdSe // ФТТ. 1972. — т. 14.-с. 433−442.
    76. Оптические свойства полупроводников / Пер. с англ. М.: Мир, 1970. -488 с.
    77. Е.Ф., Разбирин Б. С., Пермогоров С. А. Свободные и связанные экситоны в кристалле сернистого кадмия и аналог эффекта Мессбауэра в оптике // ДАН СССР. 1962. — т. 147. — с. 338−341.
    78. .С., Мушинский В. П., Караман М. И., Старухин А. Н., Гамарц Е. М. Спектр непрямого экситона и фазовый переход в смешанных кристаллах GaS-GaSe // ФТП. 1978. — т. 12. — с. 38−42.
    79. Cavenett B.C., Dawson P., Morigaki К. Triplet exciton resonances in type II GaSe // J. Phys. C. 1979. — v. 12. — p. L197-L202.
    80. E.M., Ивченко Е. Л., Пикус Г. Е., Разбирин Б. С., Сафаров В. И., Старухин А. Н. Индуцируемый магнитным полем переход ориентация-выстраивание на связанных экситонах в кристалле GaSe // ФТТ. 1982. — т. 24.-с. 2325−2334.
    81. М.И., Перель В. И. Оптическая ориентация в системе электронов и ядер решетки в полупроводниках. Теория. // ЖЭТФ. 1973. — т. 65. — с. 362
    82. M.M. Спектры комбинационного рассеяния молекул и кристаллов М.: Изд. физ.-мат. литер., 1959. — 576 с.
    83. Camassel J., Merle P., Mathieu H., and Gouskov A. Near-band-edge optical properties of GaSe/Te^ mixed crystals // Phys.Rev. 1979. — v. 19B. — p. 10 601 068.
    84. Mercier A., Mooser E., Voitchovsky J.P. Near edge optical absorption and luminescence of GaSe, GaS and of mixed crystals // J. Luminescence. 1973. — v. 7.-p. 241−266.
    85. Kuroda N., Nishina Y. Near-edge spontaneous photoluminescence in GaSeuЛ // Phys. stat. sol. (b). 1975. — v. 72. — p. 81−89.
    86. Mercier A., Voitchovsky J.P. Donor-acceptor pair recombination and phonon replica in GaSe, XSX II J. Phys. Chem. Sol. 1975. — v. 36. — p. 1411−1417.
    87. Belenkii G.L., Nani R.Kh., Salaev E.Yu. and Suleimanov R.A. Edge luminescence and light absorption in GaS^Se^ solid solutions at low temperatures // Phys. stat. sol. (a). 1975. — v. 31. — p. 707−711.
    88. Voitchovsky J.P. and Mercier A. Photoluminescence of GaSe // Nuovo Cimento. 1974. — v. 22B. — p. 273−292.
    89. Morigaki K., Dawson P., Cavenett B.C. Optical detection of triplet exciton resonance in GaSe // Sol. St. Communs. 1978. — v. 28. — p. 829−834.
    90. Wei S.-H., Fereira L.G., Bernard J.E., Zunger A. Electronic properties of random alloys: Special quasirandom structures. // Phys. Rev. B. 1990. — v. 42. -p. 9622−9649.
    91. .И., Портной E.JI., Рогачев А. А. О ширине края поглощенияполупроводниковых твердых растворов // ФТП. 1968. — т. 2. — с. 1194−1197.
    92. Lai S., Klein M.V. Evidence for exciton localization by alloy fluctuations in indirect-gap GaAs,.^ // Phys. Rev. Lett. 1980. — v. 44. — p. 1087−1090.
    93. Oueslati M., Benoit a la Guillaume C., Zouaghi M. Resonant Raman scattering on localized states due to disorder in GaAs^P^ alloys // Phys. Rev. B. -1988.-v. 37.-p. 3037−3041.
    94. Ouadjaout D., Marfaing Y. Localized excitons in II-VI semiconductor alloys: density-of-states model and photoluminescence line-shape analysis // Phys. Rev. В. 1990. — v. 41. — p. 12 096−12 105.
    95. Permogorov S., Reznitsky A. Effect of disorder on the optical spectra of wide-gap II-VI semiconductor solid solutions // J. Luminescence. 1992. — v. 52. -p. 201−223.
    96. Westphaling R., Breitkopf Т., Bauer S. and Klingshirn C. Photoluminescence quantum efficiency and dynamics in ZnSei-дГ^ and CdSi-JSe^ mixed crystals // J. Luminescence. 1997. — v. 72−74. — p. 980−982.
    97. Reznitsky A., Klochikhin A. and Permogorov S. Percolation and localization in disordered solid solutions // Spectroscopy of Systems with Spatially Confined Structures, ed. B. Di Bartolo Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2003. -p. 419−464.
    98. А.Г., Барановский С. Д., Вербин С. Ю., Ивченко Е. Л., Наумов А. Ю., Резницкий А. Н. Фотолюминесценция и туннельная релаксация локализованных экситонов в твердых растворах А2В6 с анионным замещением // ЖЭТФ. 1990. — т. 98. — с. 2056−2065.
    99. Personov R.I. Luminescence line narrowing and persistent hole burning in organic materials: principles and new results // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 1992.-v. 62.-c. 321−332.
    100. .М., Альшиц Е. И., Персонов Р. И. Эффект Зеемана в спектрах фосфоресценции сложных молекул в неупорядоченных средах при селективном возбуждении // ЖЭТФ. 1984. — т. 87. — с. 750−761.
    101. Eck T.G., Foldy L.L., and Wieder H. Observation of «anticrossings» in optical resonance fluorescence // Phys. Rev. Lett. 1963. — v. 10. — p. 239−242.
    102. Е.Б., Хвостенко Г. И., Чайка М. П. Интерференция атомных состояний М.: Наука, 1991. — 200 с.
    103. Bernalean Е. and Cavero A. Multiple anticrossings of magnetic hyperfine atomic sublevels // Spectrosc. Lett. 1979. — v. 12. — p. 609−614.
    104. Beyer H.J. and Kollath K.J. Electric-field-induced singlet-triplet anticrossings in helium // J. Phys. B. 1977. — v. 10. L5-L9.
    105. Dupre P. Study of Zeeman anticrossing spectra of the A. Au state of the acetylene molecule (C2H2) by Fourier transform: product ev, b^V) and isomerization barrier // Chem. Phys. 1995. — v. 196. — p. 239−266.
    106. Anno H. and Nishina Y. Level-anticrossing effect on the magnetoluminescence of the triplet indirect bound exciton in GaSe // Solid State Communs. 1979. — v. 29. — p. 439−442.
    107. Kana-ah A., Cavenett B.C., Gislason H.P., Monemar В., and Pistol M.E. An ODMR investigation of the (Cu-Li)i and (Cu-Li)ni complex defects in GaP // J. Phys. С. 1986. — v. 19. — p. 1239−1250.
    108. Chen W.M., Godlewski М., Monemar В., and Bergman J.P. Steady-state level-anticrossing spectra for bound exciton triplets associated with complex defects in semiconductors // Phys. Rev. B. 1990. — v. 41. — p. 5746−5755.
    109. . Оптические процессы в полупроводниках М.: Мир, 1973. -436 с.
    110. Cuthbert J.D., Thomas D.G. Fluorescent decay times of excitons bound to isoelectronic traps in GaP and ZnTe // Phys. Rev. 1967. — v. 154. — p. 763−761.
    111. Henry C.H., Nassau К. Lifetimes of bound excitons in CdS 11 Phys. Rev. B.- 1970.- v. l.-p. 1628−1634.
    112. Schmid W. Auger lifetimes for excitons bound to neutral donors and acceptors in Si // Phys. stat. sol. B. 1977. — v. 84. — p. 529−540.
    113. Hauksson I.S., Suda J., Tsuka M., Kawakami Y., Fujita Sz., Fujita Sg. The role of defects on radiative transitions in nitrogen doped ZnSe // J. Cryst. Growth.- 1996.- v. 159.-p. 329−333.
    114. Vinh N.Q., Klik M.A.J., Gregorkiewicz T. Time-resolved photoluminescence study of Si: Ag // Physica B. 2001. — v. 308−310. — p. 414 417.
    115. Э.И., Гургенишвили Г. Э. К теории краевого поглощения в полупроводниках // ФТТ. 1962. — т. 4. — с. 1029−1031.
    116. Finkman Е., Rizzo A. Lattice vibrations and the crystal structure of GaS and GaSe//Solid State Communs.- 1974.-v. 15.-p. 1841−1845.
    117. Morigaki K. Optically detected magnetic resonance in amorphous semiconductors // Jap. J. Appl. Phys. 1982. — v. 22. — p. 375−388.
    118. Бир Г. Л., Пикус Г. Е. Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках М.: Наука, 1972. — 584 с.
    119. Wagner М., Buyanova I.A., Thinh N.Q., Chen W.M., Monemar В., Lindstrom J.L., Amano H., and Akasaki I. Magneto-optical studies of the 0.88-eV photoluminescence emission in electron-irradiated GaN // Phys. Rev. B. 2000. -v. 62. — p. 16 572−16 577.
    120. Starukhin A.N., Nelson D.K., and Razbirin B.S. Time-resolved spectroscopy of the level-anticrossing effect in exciton emission // Phys. Rev. B. 2002. — v. 65. -p. 193 204−1-193 204−4.
    121. Frens A.M., Bennebroek M.T., Schmidt J., Chen W.M., and Monemar B. Zero-field optical detection of magnetic resonance on a metastable sulfur-pair-related defect in silicon: Evidence for a Cu constituent // Phys. Rev. B. 1992. — v. 46.-p. 12 316−12 322.
    122. Sorman E., Chen W.M., Henry A., Andersson S., Janzen E., and Monemar B. Optically detected magnetic-resonance study of a metastable selenium-related center in silicon // Phys. Rev. B. 1995. — v. 51. — p. 2132−2136.
    123. Chen W.M. and Monemar B. Effects of interlevel coupling on optically detected magnetic resonance spectra for complex defects in semiconductors // Phys. Rev. B. 1988. — v. 38. — p. 12 660−12 663.
    124. Cote Michel, Cohen Marvin L., and Chadi D.J. Theoretical study of the structural and electronic properties of GaSe nanotubes // Phys. Rev. B. 1998. — v. 58. — p. R4277-R4280.
    125. Gautam Ujjal K., Vivekchand S.R.C., Govindaraj A., Kulkarni G.U., Selvi N.R., and Rao C.N.R. Generation of onions and nanotubes of GaS and GaSe through laser and thermally induced exfoliation // J. Am. Chem. Soc. 2005. — v. 127.-p. 3658−3659.
    126. Kroto H.W., Heath J.R., O’Brien S.C., Curl R.F., Smalley R.E. C60: Buckminsterfiillerene//Nature.- 1985.-v. 318.-p. 162−163.
    127. McKenzie D.R., Davis C.A., Cockayne D.J.H., Muller D.A. The Structure of the C70 molecule // Nature. 1992. — v. 355. — p. 622−624.
    128. Bauernschmitt R., Ahlrichs R., F. Hennrich H. and Kappes M.M. Experiment versus time dependent density functional theoiy prediction of fullerene electronic absorption //J. Am. Chem. Soc. 1998. — v. 120. — p. 5052−5059.
    129. Feng J., Li J., Li Z. and Zerner M. Quantum Chemical calculations of Buckminsterfiillerene and related structures. 2. The electronic structure and spectra of some Cn and СпСаг cages // Int. J. Quantum Chem. 1991. — v. 39. — p. 331 344.
    130. Negri F. and Orlandi G. Vibronic structure in the multiple state fluorescence spectrum of С 70: a theoretical investigation // J. Chem. Phys. 1998. — v. 108. — p. 9675−9684.
    131. Orlandi Giorgio and Negri Fabrizia. Electronic states and transitions in C6o and C70 fullerenes // Photochem. Photobiol. Sci. 2002. — v. 1. p. 289−308.
    132. В.JI. Перенос энергии в органических системах с участием триплетного состояния // УФН. 1963. — т. 80. — с. 3−40.
    133. Argentine S.M., Kotz К.Т., Francis A.N. Temperature and solvent effects on the luminescence spectrum of C70: assignment of the lowest singlet and triplet states // J. Am. Chem. Soc. 1995. — v. 117. — p. 11 762−11 767.
    134. Э.В. Новые данные о природе квазилинейчатых спектров органических соединений // УФН. 1963. — т. 80. — с. 255−279.
    135. Warntjes J.B.M., Holleman I., Meijer G., Groenen E.J.J. Photoluminescence of molecular C70 at 1.5 K. On the nature of the lowest excited states // Chem. Phys. Lett. 1996. — v. 261. — p. 495−501.
    136. Ichida M., Sakai M., Yajima Т., Nakamura A. Luminescence properties in solutions and solids of C70 // J. Luminescence. 1997. — v. 72−74. — p. 499−500.
    137. Bethune D.S., Meijer G., Tang W.C., Rosen H.J., Golden W.G., Seki H., Brown C.A. and de Vries M.S. Vibrational Raman and infrared spectra of chromatographically separated C6o and C70 fullerene clusters // Chem. Phys. Lett. -1991.-v. 179.-p. 181−186.
    138. K.K., Кристофель H.H., Трифонов Е. Д., Хижняков В. В. Динамика решетки с примесями и квазилинейчатые электронно-колебательные спектры кристаллов // Известия Академии наук Эстонской ССР 1964. — т. XIII. — с. 87−109.
    139. Е.Ф., Разбирин Б. С., Пермогоров С. А. Свободные и связанные экситоны в кристалле сернистого кадмия и аналог эффекта Мессбауэра в оптике //ДАН СССР. 1962. — т. 147. — с. 338−341.
    140. Razbirin B.S., Starukhin A.N., Chugreev A.V., Grushko Yu.S., Kolesnik
    141. Bronsveld M. V., Dauw X. L. R. and Groenen E. J. J. The triplet state of C70. A zero-field study // Chem. Phys. Lett. 1998. — v. 293. — p. 528−534.
    142. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в следующих статьях:
    143. М.И., Мушинский В. П., Разбирин Б. С., Старухин А. Н. Непрямой экситон и бесфононные переходы в сульфиде галлия // ФТП. 1973. — т. 7. -с. 1112−1116.
    144. .С., Мушинский В. П., Караман М. И., Старухин А. Н., Гамарц Е. М. Оптическое выстраивание экситонов // Письма в ЖЭТФ. 1975. — т. 22. -с. 203−206.
    145. .С., Мушинский В. П., Караман М. И., Старухин А. Н., Гамарц Е. М. Оптическое выстраивание экситонов в селениде галлия // Известия АН СССР, серия физическая. 1976. — т. 40. — с. 1872−1875.
    146. Е.Л., Пикус Г. Е., Разбирин Б. С., Старухин А. Н. Оптическая ориентация и выстраивание экситонов в селениде галлия при резонансном возбуждении. Теория. // ЖЭТФ. 1977. — т. 72. — с. 2230−2245.
    147. Е.М., Ивченко Е. Л., Караман М. И., Мушинский В. П., Пикус Г. Е., Разбирин Б. С., Старухин А. Н. Оптическая ориентация и выстраивание экситонов в селениде галлия при резонансном возбуждении. Эксперимент. // ЖЭТФ.- 1977.-т. 73.-с. 1113−1128.
    148. .С., Мушинский В. П., Караман М. И., Старухин А. Н., Гамарц Е. М. Дифференциальные спектры непрямого экситона в слоистом кристалле GaS // ФТП. 1978. — т. 12. — с. 33−37.
    149. .С., Мушинский В. П., Караман М. И., Старухин А. Н., Гамарц Е. М. Спектр непрямого экситона и фазовый переход в смешанных кристаллах GaS-GaSe // ФТП. 1978. — т. 12. — с. 38−42.
    150. .С., Старухин А. Н., Гамарц Е. М., Караман М. И., Мушинский В. П. Магнито-штарк эффект в слоистом кристалле селенида галлия // Письма в ЖЭТФ. 1978. — т. 27. — с. 341−344.
    151. А.Н. Экспериментальные исследования выстраивания свободных и связанных экситонов в полупроводниках // Известия АН СССР, серия физическая. 1981. -45. — с. 261−266.
    152. Е.М., Ивченко E.J1., Пикус Г. Е., Разбирин Б. С., Сафаров В. И., Старухин А. Н. Индуцируемый магнитным полем переход ориентация -выстраивание на связанных экситонах в кристалле GaSe // ФТТ. 1982. — т. 24. — с. 2325−2334.
    153. H.Starukhin A.N. Optical orientation and alignment of excitons in crystals // Proc. Int. Conf. «Excitons 84». Gustrow, 1984. — p. 11−16.
    154. E.JI., Караман М. И., Нельсон Д. К., Разбирин B.C., Старухин А. Н. Поляризованная люминесценция и кинетика релаксации локализованных экситонов в твердых растворах GaSejJSj // ФТТ. 1994. — т. 36. — с. 400−410.
    155. B.C., Старухин А. Н., Чугреев А. В., Грушко Ю. С., Колесник С. Н. Наблюдение тонкой структуры оптического спектра фуллерена С70 в кристаллической матрице // Письма в ЖЭТФ. 1994. — т. 60. — с. 435−438.
    156. А.Н., Разбирин Б. С., Чугреев А. В., Грушко Ю. С., Колесник С. Н. Спектроскопия фуллерита С7о в области края фундаментального поглощения //ФТТ.- 1995.-т. 37.-с. 1050−1057.
    157. B.C., Старухин A.H., Чугреев A.B., Нельсон Д. К., Грушко Ю. С., Колесник С. Н. Узколинейчатые спектры молекул фуллерена в кристаллической матрице // ЖПС. 1995. — т. 62. — с. 92−95.
    158. Д.К., Разбирин B.C., Старухин A.H., Чугреев A.B. Оптическое выстраивание локализованных экситонов в твердых растворах GaSe-GaS // ФТТ. 1996. — v. 38. — р. 2380−2386.
    159. A.H., Разбирин B.C., Чугреев A.B., Хапп M., Хеннебергер Ф. Селективная лазерная спектроскопия локализованных экситонов в твердых растворах GaSe-GaTe в магнитном поле//ФТТ. 1999. — т. 41.-е. 1389−1393.
    160. А.Н., Нельсон Д. К., Разбирин B.C. Эффект антипересечения уровней триплетных экситонов в спектрах послесвечения кристалла GaSe // Письма в ЖЭТФ. 2000. — т. 72. — с. 612−615.
    161. Starukhin A.N., Nelson D.K., Razbirin B.S. Time-resolved spectroscopy of the level-anticrossing effect in exciton emission // Phys. Rev. B. 2002. — v. 65. — p. 193 204−1 — 193 204−4.
    162. A.H., Разбирин B.C. Влияние энергии связи на кинетику излучательной и безызлучательной рекомбинации связанных экситонов // ЖЭТФ. 2003. — т. 123. — с. 92−97.
    163. А.Н., Разбирин B.C., Якуненков А. С. Наблюдение временной зависимости магнитоиндуцированной поляризации излучения триплетных экситонов в GaSe // Письма в ЖЭТФ. 2004. — т. 80. — с. 748−751.
    164. Starukhin A.N., Nel’son D.K., Razbirin B.S., E.L.Ivchenko. Dynamics of the magnetic-field-induced polarization of exciton luminescence in GaSe crystals // Phys. Rev. B. 2005. — v. 72. — p. 45 206−1 — 45 206−8.
    165. Другие публикации по теме диссертации:
    166. B.C., Старухин А. Н., Гамарц Е. М., Караман М. И., Мушинский В. П. Магнито-штарк эффект на свободном экситоне в кристалле селенида галлия // Тезисы Всесоюзного совещания «Экситоны в полупроводниках» -Ленинград, 1977.-с. 53.
    167. Е.М., Ивченко Е. Л., Разбирин B.C., Сафаров В. И., Старухин А. Н. Поляризованная люминесценция триплетных связанных экситонов в кристаллах селенида галлия // Тезисы докладов Всесоюзного совещания по люминесценции. Ленинград, 1981.-е. 169.
    168. B.C., Старухин А. Н., Чугреев А. В., Нельсон Д. К., Грушко Ю. С., Колесник С. Н. Узколинейчатые спектры молекул фуллерена в кристаллической матрице // Международная конференция по люминесценции. Тезисы. Москва, 1994. — т. 1. — с. 34.
    169. Chugreev A.V., Grushko Yu.S., Kokovina L.A., Kolesnik S.N., Starukhin A.N. Photoluminescence spectra of C70 // Int. Workshop «Fullerenes and atomic clusters» IWFAC-93. Book of abstracts. St. Petersburg, 1993. — p. 103.
    170. Ю.Старухин A.H., Разбирин B.C., Чугреев A.B. Эффект Зеемана на локализованных экситонах в смешанных кристаллах GaSe-GaTe // IV Российская конференция по физике полупроводников «Полупроводники'99». Тезисы докладов. Новосибирск, 1999. — с. 46.
    171. Международный семинар по оптоэлектронике. Тезисы докладов. Санкт-Петербург, 2003. — с. 47.
    Заполнить форму текущей работой

    Сессия? Спокойно!