Реакционная способность твердых тел - Презентация

Основные механизмы: люминесценция колебательная релаксация (размен на фононы)Релаксация электронных ВОЗБУЖДЕНИЙЛОКАЛИЗАЦИЯ электронных возбуждений на дефектах Локализация электронных возбуждений - реакция 2-го порядка, причем движется только одна частица k 2 =VS s exp(-E/KT) S = 10-12-10-13 см 2 (притягивающий центр) 3*10-16 см 2 (нейтральный центр) 10-19-10-20 см 2 (отталкивающий центр)Автолокализация электронных возбуждений Автолокализация квазичастицы - возникновение сильной деформации кристаллической решетки вокруг квазичастицы (электрона проводимости, дырки, экситона), приводящее ее к локализации в потенциальной яме, созданной ДЕФОРМАЦИЕЙАВТОЛОКАЛИЗОВАННЫЙ электрон в ионном кристалле Силы, действующие на электрон со стороны соседних ионов Образование полярона в ионном КРИСТАЛЛЕЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ схема автолокализации ЭКСИТОНААВТОЛОКАЛИЗОВАННЫЙ экситон в ЩГКГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ критерии автолокализации экситона Кристалл r(Hal 2 -) R(An 0 ) R(An -) LIF 2.01 1.98 NAF 2.00 1.98 KF 1.98 1.98 LICL 2.66 2.80 NACL 2.64 2.80 KCL 2.61 2.80 LIBR 3.05 3.10 NABR 3.00 3.10 KBR 2.95 3.10Геометрические критерии автолокализации ЭКСИТОНАРАСПАД автолокализованного экситона на пару дефектов в ЩГКЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ критерий Энергия электронного возбуждения должна превышать энергию создания дефектов E g > E d Кристалл E g , ЭВ E Fc , ЭВ E Fa , ЭВ E Sh , ЭВ NAF 11.8 3.53 3.39 2.49 NACL 8.8 2.88 4.60 2.26 NABR 7.1 3.16 4.17 2.13 KF 11.4 4.27 2.57 1.95 KCL 8.7 3.46 3.73 2.20 KBR 7.5 3.16 4.17 2.13«Теплозащитный» критерий Частоты колебаний для предраспадного ЭВ больше предельных частот кристаллических колебаний w l > w LO Кристалл E FH , КЭВ w l , см-1 w LO , см-1 соотношение NACL 20 238 257 w l > w LO NABR 1000 142 199 w l > w LO NAI 100 104 169 w l > w LO KF 2 450 333 w l t VОРИЕНТАЦИОННЫЙ критерий Ориентационный критерий: Для эффективного низкотемпературного разделения компонент френкелевской пары важно существование плотноупакованных цепочек атомов (ионов), вдоль которых возможно большое по сравнению с постоянной решетки смещение краудионной конфигурации ИНТЕРСТИЦИАЛАГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ критерий При образовании и миграции ЭВ окружающие атомы (ионы) не должны смещаться из узлов кристаллической РЕШЕТКИРЕАКЦИОННАЯ способность твердых тел в поле излучения «Фундаментальная» реакционная способность - это способность претерпевать радиационно-химическое разложение «идеальной» кристаллической решетки вещества, в которой имеются только собственные равновесные точечные дефекты - интерстициалы и вакансии.Механизмы фундаментальной реакционной способности взаимодействие генерируемых излучением электронов и дырок с собственными точечными дефектами; распад генерируемых излучением электронных возбуждений на точечные дефекты; диссоциация возбужденных многоатомных ионов; изомеризация возбужденных многоатомных ионов.Реакционная способность твердых тел в поле излучения «Структурно-чувствительная реакционная способность» твердых тел - разложение вещества в поле излучения на биографических структурных дефектах (макродефекты, дислокации, примесные центры)Полиморфные ПРЕВРАЩЕНИЯКЛАССИФИКАЦИЯ по Бюргеру Превращения, связанные с изменением первичной координации Превращения, связанные с изменением вторичной координации Превращения, связанные с разупорядочением кристалла Превращения, связанные с изменением типа химической СВЯЗИТВЕРДОФАЗНЫЕ превращения без изменения состава Превращения с изменением первичной координации Расположение ближайших соседей полностью нарушается и создается новый тип решетки Встречаются достаточно редко Сопровождаются сильным изменением внутренней энергии СИСТЕМЫПРЕВРАЩЕНИЯ с изменением первичной координации Деформационные превращения Отсутствует заметный энергетический барьер , разделяющий две формы, превращения протекают довольно быстро Пример NACL - CSCL, ОЦК - ГЦК (в металлах) Реконструктивные превращения Система проходит через промежуточные стадии с координацией, отличной от координации начальных и конечных форм; превращения протекают сравнительно медленно Пример: кальцит - АРАГОНИТТВЕРДОФАЗНЫЕ превращения без изменения состава Превращения, связанные с изменением вторичной координации Не сопряжены с изменением в расположении ближайших соседей, изменяется только число дальних соседей.