Исследование поляронных и экситонных состояний в полуограниченных средах и в пленках

• Автор: Чебан, Игорь Семенович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Кишинев
• Количество страниц: 144 c. : ил

Глава I. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ПОЛЯРОННЫЕ И ЭКСИТОННЫЕ СОСТОЯНИЯ НА КОНТАКТЕ ДВУХ СРЕД

§ I. Поверхностный полярон вблизи границы раздела

двух полярных кристаллов

§ 2. Кулоновское взаимодействие в области контакта

двух сред. Поверхностные экситонные состояния

Ванье-Мотта

§ 3. Экспериментальные исследования поверхностных

электрон-дырочно-фононных систем

Глава II. ПОЛЯРОННЫЕ СОСТОЯНИЯ В ПЛАСТИНЕ ПОЛЯРНОГО

КРИСТАЛЛА КОНЕЧНОЙ ТОЛЩИНЫ

§ I. Эффект самоЕоздействия заряда в пластине гомеополярного кристалла

§ 2. Гамильтониан электрон-фононного взаимодействия
в пластине полярного кристалла, граничащей по
обе стороны с неполярными средами
§ 3. Зависимость энергии связи и эффективной массы
полярона от толщины пластины
§ 4. Полярон на контакте полярного и неполярного
кристаллов и его фазовая диаграмма
§ 5. Поглощение света поверхностными поляронами в
пластине полярного кристалла
Глава III. ЭКСИТОННЫЕ СОСТОЯНИЯ ВАНЬЕ-МОТТА В ПОЛУОГРАНИЧЕННЫХ КРИСТАЛЛАХ И В ПЛЕНКАХ
§ І. Кулоновское взаимодействие электрона и дырки
в пластине гомеополярного кристалла
§ 2. Эффективный электрон-дырочный плазмон-фононный потенциал
§ 3. Размерный эффект потери инерционной экранировки экситоном Ванье-Мотта в тонкой пленке
Глава ЕГ. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ПО ЭКСИТОННОМУ ПОГЛОЩЕНИЮ В
ПОЛЯРНЫХ ПОЛУ ПРОВОДОК АХ
§ X. Эксперименты по обнаружению экситонов ВаньеМотта в тонких пленках НУг , СсіТе,• •
§ 2. Экситонные состояния на контакте Ога А в
-&.М, (£е3 М, >
§ 3. Особенности поглощения света тонкими полярными пленками
вывода
ЛИТЕРАТУРА
В последние годы значительно возрос интерес к исследованию поляронных, экситонных, биэкситонных состояний в многослойных структурах и б сверхрешетках. В этих системах ожидается, в частности, проявление новых особенностей оптических спектров, обусловленных главным образом перенормировкой ширины запрещенной зоны (эффект самовоздействия зарядов), увеличением энергии связи экситонов (эффект Келдыша и размерный эффект потери инерционной экранировки кулоновского взаимодействия электрона и дырки), самосжатием электронно-дырочной жидкости и т.д.
Наличие границ раздела между слоями кристаллов и их пространственная ограниченность вносят существенные изменения в электронный и колебательный спектр! кристаллов, обусловленные перенорлировкой нормальных мод и преобразованием взаимодействий: электрон-плазмонного (безынерционные колебания плазмы валентных электронов) и электрон-фононного (инерционные колебания ионов решетки). Это ведет к иной по сравнению с объемным случаем перенормировке энергии и массы частицы, существенно преобразует взаимодействие между зарядами, приводит к появлению новых сил,отсутствующих в объеме (сил изображения).
Для общего описания указанных эффектов, а также последовательной интерпретации экспериментов необходимо дальнейшее развитие теории поверхностных явлений.
Цель данной диссертации - исследование проявлений элект-рон-дырочно-фононных взаимодействий в полуограниченных кристаллах и в пленках.

слабое, справедлива теория возмущений и промежуточной силы связи, когда же достаточно сильное - теория сильной связи. Каждому из этих методов соответствует определенный интервал значений константы электрон-фононного взаимодействия. Как и в случае объемного подярона, актуальным является отыскание тех значений поляронных параметров, при которых свободный поверхностный полярон переходит в автолокализованное состояние. Для последовательного рассмотрения этой задачи необходим метод, справедливый при произвольном значении константы электрон-фо-нонной связи. В качестве такого метода может быть использован развитый в [73, 74] подход, в которой одно из преобразований Ли, Лоу и Пайнса модифицировано таким образом, чтобы теория была справедлива и в пределе сильной связи.
Подвергнем гамильтониан (2.51) каноническому преобразованию, устраняющему электронную координату в плоскости ХУ :
ц- «'П-ЪЦ Ч о3.§ } -С2>94)
где С? и £>г - параметре. Предел О, и аь~> О соответствует полярону сильной связи. В случае же @ = I, I уравнение (2.94) дает хорошо известное преобразование Ли,Лоу и Пайнса [95/ для промежуточного электрон-фононного взаимодействия: