Введение к работе
Актуальность теми. Развитие исследований собственных ІІ примесных дефектов с глубокими уровнями в стеклах обусловлено практическими потребностями в совершенствовании технологических процессов получения стеклообразных материалов с заданными оптическими свойствами для отечественного приборостроения .
Основным вопросом спектроскопии точечных центров с глубокими уровнями в стеклах является вопрос о форме линии кногофонон-ных оптических переходов, сопровождающихся изменением их зарядового состояния. Именно особенностями формы линии определяется спектральная фоточувст.ъительность приборных материалов, так кгк возникающие при перезарядке состояния дефектов, как правило, являются метастаоильннми. Концентрацией последних задается интенсивность фотоструктурных превращений в стеклах и, следовательно, их деградационные свойства. Целенаправленное воздействие на свойства материалов возможно только при фотостимуляции в области полос иногофононных переходов, соответствующих указанным фото-стимулированным реакциям дефектов.
В настоящей работе проведено комплексное исследование функции формы линии оптических многофононннх переходов глубоких дефектов в стеклах с учетом а) линейных и квадратичных вибронных взаимодействий, б) случайного распределения параметров системы дефектов в стекле, связанных.с локальными квазистатическими флуктуация внутренних напряжений и свободного объема, и в) взаимного влияния частотного эффекта <изменение частоты локального колебания центра.при его оптическом возбуждении) и квази-стационарного характера возбужденных состояний дефектов.
Таким образом, постановка и решения вышеперечисленных задач определяет актуальность данной, работы в научном и практическом отношении.
Цель работы состояла в изучении влияния квадратичного вибронного взаимодействия на оптические спектры погло-
щения к фотолюминесценции глубоких дефектов в диэлектрических стеклах, что включало в себя следущее:
численный расчет и анализ функции формы линии з случае большого частотного эффекта;
исследование проявлений частотного эффекта на известных дефектах в диэлектрических стеклах;
расчет спектральной зависимости сечения фотоконизации глубокого центра с учетом частотного эффекта., поляронного сдвига'и квазпстационарного характера конечного состояния;
изучение возможных спектроскопических проявлений частотного эффекта в стеклах в связи с их структурной раэулорядочен-ностью.
Научная новизна настоящей работы заключается в доказательстве необходимости учета квадратичного вибронкого взаимодействия при анализе (формы полос оптических переходов на глубоких дефектах з стеклах и'определяется следующими положениями, которые выносятся на защиту:
-
На основе анализа спектров оптического поглощения и фотолюминесценции центра немостпкового атома киолорода в стеклообразном sio, доказано значительное изменение частоты локального колебания данного центра пріі его оптическом возбуждении. Это указывает на необходимость учета частотного эффекта (изменение частоты локального колебания центра при его переходе из основного в возбужденное электронное состояние) при анализе спектров поглощения и фотолюшшесценцни глубоких дефектов в диэлектрических стеклах.
-
В случае, когда частоты локального-колебания центре, находящегося в основном и возбужденном электронных состояниях, существенно различны,-может быть реализована ситуация'малого стоксова сдвига при сильной вибронной связи.
-
Предложен новый механизм неоднородного уширения оптических полос многофононных переходов глубоких центров широкощелевы* материалов, эффективный в условиях постоянства 'энергии чисто электронного перехода. Данный механизм предполагает статистическое распределение частот локальных фононов. связанных с данным
тлію и дефекта. Это приводит к частотному эффекту с разбросом энергетических поляронннх сдвигов на глубоком центре и существенно изменяет функцию формы линии для процессов поглощения и испускания света дефектом по сравнению с обычным пекарианон. '.. В полуклассическом приближении с учетом линейного и квадратичного вябронного взаимодействия получен общий вид спектральної"! зависимости сечения реакции фотоионизации для произвольного электронного матричного ялемента.
Практическое значение работы. Результаты исследований, полученных в данной работе, позволяют внести некоторые уточнения в интерпретации спектроскопических данных глубоких центров в стеклах и являются источником новой информация для совершенствования технологии изготовления материалов с заданными спектральными характеристиками.
Публикации и апробация работы, основные результаты диссертации опубликованы в 7 работах, список которых приведен в конце автореферата, и докладывались 'на следующих конференциях; Международный семинар "Точечные дефекты в стеклах" (Рига, 1991), Xiv Всесоюзное /Пекаровское/ совещание по теории полупроводников (Донецк, 1989). vii Всесоюзный симпозиум по оптическим и спектральным свойствам стекол (Ленинград. 1909), Вторая Всесоюзная конференция по физике стеклообразных твердых тел (Рига, 1991). Школа-семинар "Энергетическая структура неметаллических кристаллов с различным типом химической связи СДонецк. 19BS), 1-я регианальная конференция республик Средней Азии и Казахстана "Радиационная физика твердого тела" (Самарканд, 199П
Структура и объем диссертации диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Работа содержит 101 страницу текста и 11 рисунков. Список литературы включает 116 наименований.