Поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах
The degree of circular polarization for the luminescence lines in the gyrotropic sodium uranyl acetate crystals is investigated. It is established that this parameter is smaller than the degree of circular dichroism for resonance lines. Partial depolarization of luminescence is explained on the basi...
Збережено в:
Дата: | 2011 |
---|---|
Автор: | |
Формат: | Стаття |
Мова: | Ukrainian |
Опубліковано: |
Західний науковий центр НАН України і МОН України
2011
|
Назва видання: | Праці наукового товариства ім. Шевченка |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/75283 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах / Я. Довгий // Праці Наукового товариства ім. Шевченка. — Л., 2011. — Т. 8: Фізичний збірник. — С. 326-334. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-75283 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-752832015-02-03T19:44:03Z Поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах Довгий, Я. Міжнародна школа-конференція "Актуальні проблеми фізики напівпровідників" The degree of circular polarization for the luminescence lines in the gyrotropic sodium uranyl acetate crystals is investigated. It is established that this parameter is smaller than the degree of circular dichroism for resonance lines. Partial depolarization of luminescence is explained on the basis of the recombination mechanism of circular excitons on the surface defects. It is shown that in the case of nanocrystals depolarization is mainly defined by the quantum dimensional changes of dielectric function and does not depend on parameters of surface roughness. 2011 Article Поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах / Я. Довгий // Праці Наукового товариства ім. Шевченка. — Л., 2011. — Т. 8: Фізичний збірник. — С. 326-334. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. 1563-3569 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/75283 uk Праці наукового товариства ім. Шевченка Західний науковий центр НАН України і МОН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Ukrainian |
topic |
Міжнародна школа-конференція "Актуальні проблеми фізики напівпровідників" Міжнародна школа-конференція "Актуальні проблеми фізики напівпровідників" |
spellingShingle |
Міжнародна школа-конференція "Актуальні проблеми фізики напівпровідників" Міжнародна школа-конференція "Актуальні проблеми фізики напівпровідників" Довгий, Я. Поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах Праці наукового товариства ім. Шевченка |
description |
The degree of circular polarization for the luminescence lines in the gyrotropic sodium uranyl acetate crystals is investigated. It is established that this parameter is smaller than the degree of circular dichroism for resonance lines. Partial depolarization of luminescence is explained on the basis of the recombination mechanism of circular excitons on the surface defects. It is shown that in the case of nanocrystals depolarization is mainly defined by the quantum dimensional changes of dielectric function and does not depend on parameters of surface roughness. |
format |
Article |
author |
Довгий, Я. |
author_facet |
Довгий, Я. |
author_sort |
Довгий, Я. |
title |
Поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах |
title_short |
Поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах |
title_full |
Поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах |
title_fullStr |
Поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах |
title_full_unstemmed |
Поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах |
title_sort |
поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах |
publisher |
Західний науковий центр НАН України і МОН України |
publishDate |
2011 |
topic_facet |
Міжнародна школа-конференція "Актуальні проблеми фізики напівпровідників" |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/75283 |
citation_txt |
Поверхнева рекомбінація циркулярних екситонів у гіротропних кристалах і наноструктурах / Я. Довгий // Праці Наукового товариства ім. Шевченка. — Л., 2011. — Т. 8: Фізичний збірник. — С. 326-334. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
series |
Праці наукового товариства ім. Шевченка |
work_keys_str_mv |
AT dovgijâ poverhnevarekombínacíâcirkulârniheksitonívugírotropnihkristalahínanostrukturah |
first_indexed |
2025-07-05T23:33:24Z |
last_indexed |
2025-07-05T23:33:24Z |
_version_ |
1836851821658767360 |
fulltext |
��� Fiziqni� zbirnik NTX t�� ���� p�
POVERHNEVA REKOMBINACI� CIRKUL�RNIH
EKSITONIV U G�ROTROPNIH KRISTALAH
� NANOSTRUKTURAH
�roslav DOVGI�
L�vivs�ki� nacional�ni� universitet imeni Ivana Franka�
vul� Kirila i Mefodi� �� L�viv �����
e�mail� dovgy physics�wups�lviv�ua
Redakci� otrimala statt� �� kv�tn� ���� r�
Doslid�eno r�ven� cirkul�rno� pol�rizaci� smug l�minescen�
ci� v girotropnih kristalah natri�uranilacetatu� Z��sovano� wo
ce� parametr menxi� ni� r�ven� cirkul�rnogo dihro�zmu dl�
rezonansnih smug� Qastkova depol�rizaci� l�minescenci� po�
�sn��t�s� na osnovi mehanizmu rekombinaci� cirkul�rnih eksi�
toniv na poverhnevih defektah� Pokazano� wo dl� nanokristaliv
depol�rizaci� viznaqa�t�s� golovnim qinom kvantovorozmirni�
mi zminami dielektriqno� funkci� i ne zale�it� vid parametriv
xorstkosti poverhni�
�� VSTUP
Doslid�enn� pol�rizovano� l�minescenci� da� va�livu informaci�
wodo tipu i strukturi elementarnih zbud�en� u kristalah�
Girotropni kristali Na�UO � �C � H �O ��� �� �k i bil�xist� uranilo
vih spoluk� l�minesci��t� u vidimi� dil�nci spektra� Osobli
vo virazno smugi l�minescenci� vi�vl��t�s� pri niz�kih tem
peraturah� Tut proponu�t�s� rezul�tati niz�kotemperaturnih
pol�rizaci�nih doslid�en� l�minescenci� i poglinann� kristaliv
Na�UO � �C � H �O ��� �� Ranixe v cih kristalah mi vi�vili ta iden
tifikuvali cirkul�rni eksitoni� smugi �kih u spektrah poglinann�
harakterizu�t�s� visokim r�vnem kolovogo dihro�zmu� Ce oznaqa��
wo dl� kristala pevno� enant�omorfno� formi �napriklad� pravopo
vorotnogo� v okoli eksitonnih rezonansiv poglina�t�s� livopovorot
na pol�rizaci�na komponenta Kl � a inxa komponenta ne poglina�t�s�
�Kp
��� tobto r�ven� kolovogo dihro�zmu �
Kl �Kp
Kl �Kp
praktiqno
dorivn�� odinici �rizka cirkul�rna pol�rizaci���
Vidpovidni smugi spektra l�minescenci� tako� cirkul�rno pol�ri
zovani� odnak z
�suvalos�� wo r�ven� pol�rizaci� smug l�minescenci�
p
Il � Ip
Il � Ip
ni�qi� ni� r�ven� kolovogo dihro�zmu�
PACS numbers �������p� ���� �At� ���� �Ek� �������m
Poverhneva rekomb�nac�� cirkul�rnih eksiton�v ���
Fakt depol�rizaci� smug l�minescenci� mi pov
�zu�mo z �viwem po
verhnevo� rekombinaci� cirkul�rnih eksitoniv� Ce �viwe poki wo ma
lo doslid�ene� Oqevidno� depol�rizaci� zale�atime vid parametriv
xorstkosti poverhni� Pokazano� wo dl� nanokristaliv depol�rizaci�
viznaqatimet�s� golovnim qinom kvantovorozmirnimi zminami dielek
triqno� funkci��
�� POL�RIZOVANI SPEKTRI L�MINESCENCI� GIRO�
TROPNIH KRISTALIV Na�UO � �C �H �O � � � �
Monokristali Na�UO � �C � H �O ��� � nale�at� do enant�omorfnogo
klasu T
��� �h girotropi� zumovlena zni�enn�m lokal�no� simetri�
uranilacetatnogo kompleksu �UO � �C � H �O ��� �
� �ris� ��� Same z ci
mi kompleksami pov
�zani centri poglinann� i l�minescenci� natri�
uranilacetatu�
Ris� �� Budova kompleksnogo �ona �UO � �C � H �O ��� �
� v kristalah
natri�uranilacetatu �proekci� na ekvatorial�nu plowinu��
Lokal�na simetri� optiqno aktivnih centriv opisu�t�s� grupo�
C �
�� Na osnovi teoretiko grupovogo analizu viznaqeno faktor
grupovi rozweplenn� virod�enih elektronnih staniv �ris� ��� Veli
qini rozweplen�� wo vkazani na risunku� buli viznaqeni eksperimen
tal�no pri T
��� K�
Na ris� � pokazani spektri l�minescenci� pravopovorotnogo kri
stala Na�UO � �C � H �O ��� �� sfotografovani pri dvoh polo�enn�h ko
lovogo analizatora� k baqimo� dovgohvil�ovi smugi ko�no� grupi
spektra �golovni dubleti� cirkul�rno pol�rizovani� R�ven� pol�ri
zaci� cih smug vi�vivs� visokim� odnak menxim vid odinici�
Pri detal�nixih doslid�enn�h z vikoristann�m spektral�nogo
priladu visoko� dispersi� �DFS �� vdalos� vi�viti tonku struktu
ru niz�kotemperaturnih spektriv l�minescenci�� analogiqnu do struk
��� �� Dovgi�
Ris� �� Shema faktor grupovogo rozweplenn� elektronnih staniv v
Na�UO � �C � H �O ��� ��
turi spektriv poglinann�� Komponenti pol�rizovanih mul�tipletiv
ma�t� odnakovi� znak pol�rizaci��
Wob z
�suvati zv
�zok mi� napr�mkom pol�rizaci� smug l�mines
cenci� i znakom kolovogo dihro�zmu smug poglinann�� mi proveli spo
stere�enn� �T
�� K� spektriv poglinann� i l�minescenci� odnogo �
Poverhneva rekomb�nac�� cirkul�rnih eksiton�v ���
togo � monokristaliqnogo zrazka za umov rizno� ori�ntaci� kolovih
pol�rizatora ta analizatora vidpovidno� Dl� kristaliv oboh enant�o
morfnih form sil�nixe vipromin��t�s� ta cirkul�rna komponenta�
wo sil�nixe poglina�t�s�� Odnak� �k u�e zaznaqalos�� r�ven� cirku
l�rno� pol�rizaci� smug l�minescenci� vi�vivs� menxim� ni� vidpovid
nih smug poglinann��
Ris� �� Cirkul�rna pol�rizaci� golovnih smug l�minescenci� natri�
uranilacetatu �T
�� K�
�� VRAHUVANN� VPLIVU REABSORBCI�
Zistavl��qi spektri l�minescenci� i poglinann� Na�UO � �C � H �O ��� �
�ris� ��� mi vi�vili dvi rezonansni smugi � �
����� sm�� i ����� sm��� �
Ot�e� spektri perekriva�t�s� v oblasti ��
��sm�� � Z ogl�du
na ce� neobhidno bulo vrahovuvati reabsorbci� pri analizi pol�ri
zovano� l�minescenci�� Dl� oblasti rezonansnogo perekritt�� beruqi
do uvagi qinnik zaselenosti rivniv� poka�emo� wo za qas� menxi� vid
seredn�ogo radiaci�nogo qasu �itt� eksitona �r � mi� cimi rivn�mi
nasta� rivnova�ni� energetiqni� rozpodil�
Veliqinu �r mo�na ociniti za spivvidnoxenn�m ���
�r
�
���
��
cr�F
�
n ��n� � �� ����
� ���
de r� � klasiqni� radius elektrona� � � dov�ina hvili u vakuumi� n �
pokaznik zalomlenn�� F � sila oscil�tora� Dl� smugi �
����� sm��
mi oder�ali F �
�� � � ���� i �r �
�� � ms� Za taki� qas mi� pidzonami
cirkul�rnogo eksitona nasta� termodinamiqno rivnova�ni� energe
tiqni� rozpodil� i zaselenist� verhn�o� energetiqno� zoni II bude v
exp���E�kT � raziv menxo� ni� zaselenist� ni�n�o� zoni I �ris� ���
Spivvidnoxenn� zaselenoste� staniv I i II harakterizu� �u raz� od
nakovih pravil vidboru dl� perehodiv iz oboh staniv� spivvidnoxenn�
intensivnoste� u vidpovidnih smugah vipromin�vann�� Matimut� mis
ce antistoksove vipromin�vann� i reabsorbci� v rezonansnih smugah
l�minescenci��
U Na�UO � �C � H �O ��� � pri T
�� K
I�
I�
�
exp���E�kT �
�
�� ��
��� �� Dovgi�
Ris� �� Rezonansni smugi poglinann� ta l�minescenci� v natri�uranila
cetati�
tobto smuga l�minescenci� ����� sm�� v ��� razi intensivnixa za smugu
����� sm�� � C� ocinku mi zrobili� dopuska�qi rivnist� koefici�ntiv
poglinann� v oboh smugah� Naspravdi � koefici�nt poglinann� smugi
����� sm�� ma��e na � por�dki bil�xi�� ni� dl� smugi ����� sm�� � U
takomu razi otrimu�mo protile�nu kartinu� koli I� � I� � Zokrema�
dl� K�
�
��K� ma�mo I��I� �
��
Pererozpodil intensivnosti mi� smugami perxogo pol�rizaci�nogo
dubletu� vimir�ni� pri dvoh temperaturah ��� K i �� K�� pidtverdiv�
wo za qas� menxi� vid seredn�ogo radiaci�nogo qasu �itt� eksitona�
mi� ni�nimi eksitonnimi zonami v natri�uranilacetati nasta� rivno
va�ni� energetiqni� rozpodil�
Fakt depol�rizaci� smug l�minescenci� mi pov
�zu�mo z �viwem po
verhnevo� rekombinaci� cirkul�rnih eksitoniv�
� MODEL� STATISTIQNO XORSTKO� POVERHNI
KRISTALA
Real�no poverhn� doslid�uvanogo kristala ne � absol�tno gladko��
a xorstko� zi statistiqnim rozpodilom vistupiv ta zapadin �ris� ���
V odnovimirnomu vipadku profil� tako� poverhni opisu�t�s� funkci��
F �x�
��W �x�� ���
Poverhneva rekomb�nac�� cirkul�rnih eksiton�v ���
Ris� �� Do po�snenn� temperaturnogo rozpodilu intensivnosti v pol�
rizovanih rezonansnih dubletah spektra Na�UO � �C � H �O ��� �
de �� � seredni� kvadrat vidhilenn� vid plowini� W �x� � korel�ci�na
funkci�� Ostann� dl� gausivs�kogo statistiqnogo rozpodilu ma� taki�
vigl�d�
W �x�
exp
�
�
x
��
� ���
de � popereqna korel�ci�na dov�ina� Takim qinom� model� stati
stiqno xorstko� poverhni kristala opisu�t�s� dvoma parametrami�
� parametr popereqno� korel�ci�no� dov�ini ta � � korin� vid sered
n�okvadratiqnogo vidhilenn� real�no� poverhni vid ideal�no� plowini�
�kwo �
� �
Ris� �� Model� statistiqno xorstko� poverhni kristala
Ot�e� funkci� profil� poverhni doslid�uvanogo kristala ma� ta
ki� vigl�d�
F �x�
�� exp
�
�
x
��
���
Parametri � i viznaqa�t� eksperimental�no � na�qastixe pid
gan��qi teoretiqn� rezul�tati do eksperimental�nih danih wodo vid
bivno� zdatnosti doslid�uvano� poverhni� Oposeredkovano mo�na vi
koristati � inxi eksperimental�ni dani ���� Va�livo zadznaqiti� wo
��� �� Dovgi�
navit� dl� poverhon� visokogo klasu obrobki znaqenn� � i perevi
wu�t� parametri
ratki�
Okrim profil�no� funkci� F �x� rel��f poverhni tako� opisu�t�
poverhnevim strukturnim faktorom� C� funkci� zada�t�s� v oberne
nomu prostori� tobto v prostori hvil�ovogo vektora�
g�k�
��
�Z
�
xJ��kx�W �x�dx� ���
de
k
�
c
s
����
���� � �
� ���
J��kx� � funkci� Bessel�� Funkci� g�k� � fur
� obraz profil�no�
funkci� F �x� � Viraz ��� otrimano dl� gausivs�kogo rozpodilu ����
Dl� statistiqno xorstko� poverhni strukturni� faktor vira
�a�t�s� qerez parametr takim qinom ����
g�k�
� � exp
�
�
�
�
�k�
�
���
� POVERHNEVA REKOMBINACI� EKSITONIV
Pri vza�modi� eksitoniv z neodnoridnost�mi poverhni kristala mo
�ut� vidbuvatis� skladni procesi zale�no vid tipu eksitoniv �vil�ni
qi lokalizovani� velikogo qi malogo radiusa�� harakteru neodnoridno
ste� �parametri xorstkosti�� strukturi kristala ta harakteru him
zv
�zkiv� Dl� eksitoniv velikogo radiusa dominuvatimut� procesi �h
rozpadu� malogo radiusa � zgasann� hvil� zbud�enn� z sutt�vim pro
�vom angarmonizmu� Ci transformaci�ni procesi na�viraznixe vi�vl�
�t�s� �kraz pri doslid�enn�h pol�rizovano� l�minescenci��
Mo�livi dva kanali prikincevogo pro�vu peretvoren� � vi
promin�val�na �r� i bezvipromin�val�na �s� rekombinaci� eksitoniv�
Odnim �z metodiv eksperimental�nogo viznaqenn� pitomih vneskiv r
� s mehanizmiv � doslid�enn� r�vn� pol�rizaci� vidpovidnih smug eksi
tonno� l�minescenci�� Zgidno z ���� vidpovidni imovirnosti Pr i Ps zale
�at� vid parametriv xorstkosti�
Pr
�
�
�
�
�
��
��
c�
�
�p
����
� � exp
�
�
�
�
�k�
�
���
�����
�c�
�� �
�p
����
exp
�
�
�
�
��
c�
����
���� � �
�
�
Ps
�
�
�
��
��
c�
�
����
� � exp
�
�
�
�
��
c�
����
���� � �
�
���
����
�c�
�� �
�
����
exp
�
�
�
�
��
c�
����
���� � �
�
Poverhneva rekomb�nac�� cirkul�rnih eksiton�v ���
k baqimo� pri vza�modi� cirkul�rnih eksitoniv �z poverhne� kri
stala osnovnim mehanizmom energoobminu � radiaci�ni� kanal rekom
binaci�� Spravdi�
Pr
Ps
��
�
p
���� ����
�
�� �
p
����
R�ven� pol�rizaci� smug l�minescenci�
p
Pr � Ps
Pr � Ps
����
��
p
����� �
��
p
���� � �
�
��n� �
��n� �
�
de n � pokaznik zalomlenn�� V okoli rezonansu ����� sm�� v natri�
uranilacetati n �
�� � � zvidki r �
�� ��� �
Specifika cirkul�rnih eksittoniv
v kristalah Na�UO � �C � H �O ��� � pol�ga� v tomu� wo tut elementar
ni zbud�enn� mo�na klasifikuvati �k eksitoni malogo radiusa� k
vidomo ���� dl� takih sistem� de sutt�vo� � t� zv� zommerfel�divs�ka
korel�ci�� Pr � Ps � wo pidtverd�u�t�s� eksperimental�no�
Dl� nanokristaliv� koli rozmir qastinok spivmirni� z ta � � oso
blivosti zmin stupen� depol�rizaci� zale�atimut� ne vid parametriv
xorstkosti� a vid osoblivoste� zmin dielektriqno� proniknosti� Ad�e
zi zmenxenn�m rozmiru sistemi taki harakteristiki� �k efektivni ma
si nosi�v� dielektriqna proniknist� ta in� sta�t� rozmirno zale�nimi�
L�TERATURA
��� Mollenauer L�F�� Vieira N�D�� Szeto L� Phys�Rev� ����� B��� � �� �����
��� Poverhnostnye pol�ritony� �lektromagnitnye volny na poverh
nost�h i granicah razdela sred� M�� Nauka� ����� ��� s�
��� Kr�oger E�� Kretschmann E� Phys� Stat� Solidi �b�� ����� ��� ����
��� Mills D�L�� Maradudin A�A� Phys�Rev� ����� B��� �����
��� Maradudin A�A� The Design of Randomly Rough Surfaces That Scatter
Waves in a Speci�ed Manner� in� Light Scattering and Nanoscale Sur
face Roughness� Chapter ��� ed� by Alexei A�Maradudin� Springer Verlag�
New York� ����� ��������
��� Saqenko A�V�� Korbut�k D�V�� Kr�qenko ��V�� Kupqak I�M� Ukr�
fiz� �urnal� Ogl�di� ����� �� ��� ������
��� �� Dovgi�
SURFACE RECOMBINATION OF CIRCULAR EXCITONS
IN GIROTROPIC CRYSTALS AND NANOSTRUCTURES
Yaroslav DOVHYJ
Lviv Ivan Franko National University�
� Kyrylo and Mefodiy Str�� Lviv ������ Ukraine
e mail� dovgy�physics�wups�lviv�ua
The degree of circular polarization for the luminescence lines in the gy
rotropic sodium uranyl acetate crystals is investigated� It is established that
this parameter is smaller than the degree of circular dichroism for resonance
lines� Partial depolarization of luminescence is explained on the basis of the
recombination mechanism of circular excitons on the surface defects� It is
shown that in the case of nanocrystals� depolarization is mainly de�ned by
the quantum dimensional changes of dielectric function and does not depend
on parameters of surface roughness�
|