Основные закономерности формирования локализованных резонансов Фано в спектрах поглощения кристаллов активированного сапфира

• Автор: Дикова, Евгения Евгеньевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА И СПЕКТРЫ ПРИМЕСНЫХ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ ПЕРЕХОДНОЙ ГРУППЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ
1.1. Электронные состояния ионов переходных металлов
1.1.1. Теория кристаллического поля
1.1.2. Метод молекулярных орбиталей (теория поля лигандов)
1.1.3. Метод молекулярных орбиталей Хгоккеля (МОХ)
1.1.4. Расширенный метод Хюккеля
1.2. Основные положения теории электронных спектров отражения примесных кристаллов
1.2.1. Теория отражения электромагнитных волн для изотропных сред
1.2.2. Оптические свойства анизотропных кристаллов
1.3. Поглощение света в кристаллах
1.3.1. Поглощающие изотропные кристаллы
1.3.2. Поглощающие анизотропные кристаллы
1.3.3. Особенности оптических спектров кристаллов корунда
1.4. Примесные экситоны и дефектная структура в виде магнитных поляронов
1.4.1. Примесные экситоны и их влияние на оптические свойства кристаллов
1.4.2. Примесные экситонные спектры в кристаллах корунда
1.4.3. Дефектная структура в виде магнитных поляронов
1.5. Основные положения теории резонансов Фано для полупроводниковых кристаллов. Формы контура Фано
1.6. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Критерии выбора исследуемого материала
2.2. Выращивание кристаллов легированного корунда методом Вернейля
2.3. Регистрация поляризованных спектров поглощения
2.4. Регистрация спектров отражения кристаллов легированного корунда
2.5. Обработка экспериментальных данных
2.6. Воздействие различных видов излучений на кристаллы А1203:Т14+,Т13+,Ге3+
2.7. Регистрация спектров поглощения при различных температурах
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕСНЫХ ЭКСИТОННО-КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ И ОТРАЖЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ АКТИВИРОВАННОГО САПФИРА
3.1. Спектры поглощения кристаллов активированного сапфира с ионно-ковалентными примесными комплексами в видимой
и УФ областях
3.1.1. Неполяризованные спектры поглощения
3.1.2. Поляризованные спектры поглощения кристаллов активированного сапфира в видимой области
3.2. Сильные симметричные и асимметричные резонансы Фано в спектрах поглощения и отражения.
Двойной асимметричный резонанс
3.2.1. Резонансы Фано в спектрах поглощения кристаллов активированного сапфира
3.2.2. Резонансы Фано в спектрах отражения кристалла А1203:Т14+/П3+,Ге3+
3.3. Фотоиндуцированные резонансы Фано в спектрах поглощения.
Условия зарядового преобразования
3.3.1. Воздействие излучением Не-1Че лазера
3.3.2. Воздействие маломощным излучением с различными
длинами волн
3.4. Температурные зависимости коэффициента поглощения
Выводы по главе
ГЛАВА 4. УСТАНОВЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СПЕКТРОВ ПРИМЕСНЫХ КЛАСТЕРОВ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА
СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ ЛЕГИРОВАННЫХ КОРУНДОВ
4Л. Моделирование структуры примесных комплексов в кристаллах
А120з:Т14+,Ее3+ методом молекулярной динамики
4.1.1. Квантово-химические расчеты структуры, уровней энергии и
электронной ПЛОТНОСТИ ТК>2
4Л.2. Квантово-химические расчеты структуры ионно-ковалентных
комплексов 4РегОз-ТЮ2 и значения уровней энергии МО
4Л.З. Обсуждение полученных результатов квантово-химических расчетов
4.2. Интерпретация спектров поглощения при помощи теории молекулярных орбиталей и расчет параметров резонансов Фано
4.3. Поляронная модель примесных дефектов в концентрированных кристаллах активированного сапфира и методика определения концентрации ферро- и антиферромагнитных поляронов
4.4. Перспективы использования активированного сапфира в качестве
материала для реверсивной записи информации
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.4.3. Дефектная структура в виде магнитных поляронов
Магнитный полярон представляет собой комплекс спинов локализованного носителя заряда и окружающих его магнитных ионов, скореллирован-ных обменным взаимодействием. В полумагнитных полупроводниках Сс1хМп1.хТе такое образование имеет достаточно большой магнитный момент, порядка сотни магнетонов Бора. Столь большая величина обусловлена как сравнительно большим значением поля локализованного носителя на соседних магнитных ионах {Вр = 1 Т), так и большим (~ 103) числом этих ионов. Однако при подобной оценке неявно предполагается, что во всей области локализации обменное поле носителя Вр(г) имеет примерно одно и то же направление. Данное предположение справедливо для исследовавшихся до сих пор магнитных поляронов, образованных локализованным электроном или дыркой. В работе [78] показано, что в узких полумагнитных квантовых ямах с высокими барьерами величина и знак обменного взаимодействия электрона в зоне проводимости с электронами на ^/-оболочке иона Мп2+ существенно зависят от положения магнитного иона. При этом может реализоваться ситуация, когда корреляции между спином электрона и окружающих его ионов приводят к заметному понижению энергии носителя
в то время как суммарный спин такого образования практически равен нулю.
ции электрона, с1М/с1В - магнитная восприимчивость системы.
Возможна ситуация образования магнитного полярона вокруг локализованной на акцепторе дырки, когда окружающие ее магнитные ионы расположены в тонком шаровом слое, находящемся на расстоянии, несколько превышающем боровский радиус. Оказалось, что низшему энергетическому состоянию системы соответствует нетривиальное распределение поляризации магнитных ионов, при котором в каждой точке указанной сферы она отлична
(1.53)
Здесь М(г) - плотность магнитного момента ионов Мп2+ в области локализа-