Экспериментальное исследование динамики геминальной электрон-ионной рекомбинации в неполярной жидкости

• Автор: Толмачев, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 149 c. : ил

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

§ 1.1. Ионизация в неполярной конденсированной

среде. Представления

§ 1.2. Выход свободных зарядов

§ 1.3. Динамическая задача Онзагера

§ 1.4. Ток поляризации геминальной пары

§ 1.5. Метод акцептора

§ 1.6. Избыточный электрон в неполярной жидкости

§ 1.7. Постановка задачи

Глава II. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

§ 2.1. Определение полного заряда и подвижности

носителей тока
§ 2.2. Метод двухимпульсного наносекундного
фотолиза
§ 2.3. Анализ погрешности измерений
Глава III. ФОТОВОЗБУЖДЕНИЕ ГЕМИНАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОНА ПРИ
ИОНИЗАЦИИ В НЕПОЛЯРНОЙ ЖИДКОСТИ. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГЕМИНАЛЬНОЙ РЕКОМБИНАЦИИ
§ 3.1. Эффект действия дополнительного освещения
на выход свободных зарядов в жидкости
§ 3.2. Использование эффекта в качестве метода
исследования кинетики геминальной рекомбинации
§ 3.3. Закономерности динамики геминальной рекомбинации в модели Онзагера. Результаты численного расчета
§ 3.4. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными. Применимость модели Онзагера для описания динамики геминальной рекомбинации
ГЛАВА ГУ. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
ГЕМИНАЛЬНОЙ ПАРЫ В НЕПОЛЯРНОЙ ЖИДКОСТИ
§ 4.1. Наносекундная кинетика импульсной фотопроводимости в жидком МЦГ. Экспериментальные результаты

§ 4.2. Расчет уравнения Смолуховского с учетом внешнего поля. Свойства кинетики тока поляризации геминальной пары в модели Онзагера
§ 4.3. Сравнение теории и эксперимента
Глава V. ДЛИНА ПРОБЕГА КВАЗИСВОБОДНОГО ЭЛЕКТРОНА ДО
ЛОКАЛИЗАЦИИ
§ 5.1. Результаты измерений фототока
§ 5.2. Дрейфовое смещение горячего и термализованного ег0
§ 5.3. Кинетика геминальной рекомбинации с
учетом стадий термализации и локализации электрона
Глава V1. ДИНАМИКА ГЕМИНАЛЬНОЙ РЕКОМБИНАЦИИ ПРИ СОВМЕСТНОМ ДЕЙСТВИИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ И СВЕТА В МОЛЕКУЛЯРНОЙ КОНДЕНСИРОВАННОЙ СРЕДЕ
§ 6.1. Эффективная температура фотоосвобожденного электрона
§ 6.2. Кинетика электропроводности, наведенной
фотовозбуждением геминальных электронов
ПРИЛОЖЕНИЕ. Численный метод расчета динамической задачи
Онзагера
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Согласно общепринятым представлениям, ионизация в молекулярной конденсированной среде, в отличие от газа при низких давлениях, является многоступенчатым процессом, включающим стадию образования пары близко расположенных заряженных частиц -положительный ион и электрон (геминальная пара) и конкурирующее с рекомбинацией разделение пары в результате теплового движения. Динамика геминальной рекомбинации определяет эффективность участия заряженных частиц в различных физико-химических процессах, таких как ион-ионные и ион-молекулярные реакции, образование разделенных заряженных частиц, наведенная ионизирующим излучением электропроводность среды. Вместо с тем, несмотря на большое число работ, посвященных в последние 20 лет исследованию геминальной рекомбинации в молекулярных конденсированных средах, ряд основополагающих вопросов остаются нерешенными. В настоящее время не существует развитого подхода для описания кинетики геминальной рекомбинации. Теоретический анализ труден, так как он связан с плохо развитыми в настоящее время представлениями о движении электрона с избыточной энергией в кулоновском поле своего партнера в молекулярной конденсированной среде. Часто используемая модель Онзагера, основанная на рассмотрении диффузионного движения классических частиц, не является достаточно обоснованной. Экспериментальное исследование динамики геминальной рекомбинации усложняется тем, что она протекает как правило в субпикосекундном диапазоне времени.
Неполярные жидкости широко используются в качестве модельного объекта исследования ионизации в конденсированной неупорядоченной среде. Такой выбор связан, в частности, с тем, что
• - 50 -
не прорекомбинировавших к моменту ■£ , /(т,о) = ^0О).
Определение функции -Р ('*-) требует решения сложной заП.У
дачи о термализации и локализации горячего электрона еГт в
кулоновском поле иона А+. Для упрощения этой задачи предположим,
как это сделано в [ 100], что процесс локализации £~т можно
разделить на 2 последовательные стадии:
- 6 _ I
* Чок *-0 £• ло< (3.5)
I - термализация электрона е~т после фотовозбуждения,
П - локализация термализованного квазисвободного электрона а~0 , и будем считать, что в стадии I можно пренебречь влиянием куло-новского поля не движение электрона, а движение еГ0 в стадии П, как и для частиц е“л0|с и А+, описывается моделью Онзагера. В этом случае распределение Р> (<аЛ по длинами термализации электрона е"т можно считать сферически симметричным относительно места локализации электрона е^ок в момент фотовозбуждения, а для вероятности разделения пар [ е~лок , А+ ] использовать соотношение Онзагера (1.5) или (3.2).
Если в момент Ь = 1 (I все оставшиеся электроны &~лок освобождаются светом из ловушек, то функция распределения по расстояниям между е~0 и А+ сразу после термализации е~т при однократной фотоионизации всех е~0< может быть представлена как
м л
Р ^<£0_ 5 2.па1* I (ос) Щ^^№(3.6)
л ’ о о
где Р (х, - функция распределения пар [ €~А01С , А+] к моменту действия света. В пределе малых а уравнение (3.6) можно преобразовать к виду