Теория излучательных и безызлучательных переходов в оптических центрах в объемных и наноразмерных кристаллах

• Автор: Пухов, Константин Константинович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Многофононные процессы в оптических центрах в объемных кристаллах (литерату рный обзор)

1.1. Механизмы многофононных процессов в оптических центрах в кристаллах

1.2. Схема статической связи. Общие формулы для вероятностей многофононных безызлучательных и оптических переходов

1.3. Оптические многофононные переходы (Д-процессы)

1.4. Схема статической связи. Линейный механизм многофононной безызлучательной релаксации

1.4.1. Многомодовая модель колебаний с дисперсией

1.4.2. Многомодовая модель колебаний без дисперсии (одночастотная многомодовая модель, или эйнштейновская модель)

1.4.3. Модель одноконфигурационной координаты

1.4.4. Применение процедуры расцепления для многомодовой модели колебаний без дисперсии
1.4.5. Модель промотирующих и акцептирующих мод
1.5. Схема адиабатической связи. Линейный механизм многофононной безызлучательной релаксации
Глава 2. Нелинейная теория многофононной релаксации возбужденных редкоземельных ионов в лазерных кристаллах. Кулоновское электрон-решеточное взаимодействие
2.1. Многофононная релаксация в кристаллическом поле с произвольной силой злектрон-фононной связи. Производящая функция
2.2. Многофононная релаксация в поле точечных зарядов с предельно слабой силой электрон-фононной связи. Общее выражение для вероятностей переходов в поле точечных зарядов
2.3. Модель точечных зарядов. Общее выражение для усредненных вероятностей переходов
2.4. Модель точечных зарядов. Усредненные вероятности переходов. Модель аддитивных вкладов лигандов
2.5. Модель точечных диполей и квадруполей
2.6. Модель точечных зарядов. О роли нечетных гармоник электрон-решеточного взаимодействия
2.7. Основные результаты главы
Глава 3. Нелинейная теория многофононной релаксации возбужденных редкоземельных ионов в лазерных кристаллах. Кулоновское и некулоновское электрон-решеточное взаимодействие
3.1. Некулоновское электрон-решеточное взаимодействие. Модель обменных зарядов. Общее выражение для вероятностей переходов в поле обменных зарядов
3.2. Усредненные вероятности переходов в поле обменных зарядов. Модель аддитивных и равных вкладов лигандов в МФР
3.3. Вероятности переходов, индуцированных совместным действием кулоновского и некулоновского взаимодействий

3.4. Кулоновское и некулоновское электрон-решеточное взаимодействие. Одночастотная модель колебаний
3.5. Кулоновское и некулоновское электрон-решеточное взаимодействие. Многочастотная модель колебаний
3.6. Кулоновское и некулоновское электрон-решеточное взаимодействие. Сравнение с экспериментом
3.7. Основные результаты главы
Глава 4. Нелинейная теория многофононных оптических переходов в редкоземельных нонах в лазерных кристаллах (М-процессы)
4.1. Общая формула для многофононных оптических переходов
4.2. Общая формула для усредненных вероятностей многофононных оптических переходов
4.3. Многофононные оптические переходы в поле точечных зарядов. Общие формулы для вероятностей переходов
4.4. Многофононные оптические переходы в поле точечных зарядов. Усредненные вероятности многофононных оптических переходов
4.5. Многофононные оптические переходы в модели обменных зарядов.
Усредненные вероятности многофононных оптических переходов
4.6. Многофононные оптические переходы в модели поляризованных лигандов
4.7. Многофононные оптические переходы в модели динамической связи
4.8. Основные результаты главы
Глава 5. Кинетика кооперативного тушения люминесценции
5.1. Введение и постановка задач
5.2. Кинетика кооперативного тушения люминесценции. Произвольная концентрация и произвольный вид донор-акцепторного взаимодействия
5.3. Кинетика кооперативного тушения люминесценции. Неупорядоченная стадия кинетики
5.4. Кинетика кросс-релаксационного самотушения люминесценции доноров ансамблем акцепторов, состоящего из подансамбля одиночных акцепторов и подансамбля парных акцепторов
5.5. Основные результаты главы
Г лава 6. Излучательные переходы в оптических центрах малого радиуса в диэлектрических нанокрнсталлах
6.1. Спонтанные излучательные переходы в объемных кристаллах
6.2. Спонтанные излучательные переходы в изолированных наноэллипсоидах
6.3. Спонтанные излучательные переходы в нанокомпозите из сферических нанокристаллов
6.3.1. Скорость электродипольных переходов в нанокомпозите из сферических нанокристаплов
6.3.2. Скорость электроквадрупольных и магнитнодипольных переходов в нанокомпозите из сферических нанокристаллов
6.3.3. Оптические характеристики нанокомпозита из сферических нанокристаллов
6.4. Спонтанные излучательные переходы в нанокомпозите из эллипсоидальных нанокристаллов
6.5. О применимости в нанокристаллах формулы Джадда-Офельта для интенсивности оптического перехода
6.6. Эффекты электрон-фононного взаимодействия в изолированных наноэллипсоидах (фактор заполнения х «1)
6.7. Эффекты электрон-фононного взаимодействия в нанокомпозите из эллипсоидальных нанокристаллов (произвольный фактор заполнения х)
6.8. Интегральные сечения в нанокристаллах, активированных РЗ ионами
6.9. Основные результаты главы
Заключение
Приложение 1. Вычисление производящей функции (А(ф оптических
многофононных Д-процессов и её разложение в ряд Фурье
Приложение 2. Вычисление производящих функцией линейной теории МФР
Приложение 3. Вероятность многофононного безызлучательного перехода в
линейном механизме релаксации
Приложение 4. Корреляторы нелинейной теории оптических многофононных переходов
Публикации автора по теме диссертации
Список цитированной литературы

Тогда формула (1.2.28) приобретает вид
J «Фе/о
" hv -а
(1.2.35)
Выражением (1.2.35) задается в схеме статической связи общая формула для линейного механизм релаксации, т.е., формула для вероятности многофононного безызлучательного перехода при линейном ЭФВ. Коррелятор (£?р(0Л(0£!у) есть
производящая функция БП линейного механизма релаксации.
В отсутствии сдвига линейный механизм релаксации разрешает только однофононные переходы. Действительно, если сдвиг положений равновесия при переходе а —> а' отсутствует ( Л(“а) = - (){“') = 0 ), то ЯД а) = ЯДа') и, как следует
из определения (1.2.17), А(() = 1. Тогда из выражений (1.2.35) получаем
где IV®. - вероятность однофононного перехода. Для того, чтобы это показать, выразим (2ц и Рц через операторы рождения (а^ ) и уничтожения (а;1) фононов р-той моды колебаний:
Подставив Од и Р(1 в корреляционную функцию смещений KJf) = )(?,,)
получим хорошо известное выражение [118]
где 5(со) есть 5-функция. Таким образом, в отсутствии смещений отличны от нуля могут быть только вероятности однофононных переходов либо с испусканием одного фонона (если Паа >0), либо с поглощением одного фонона (если Паа. < 0).
В общем же случае формула (1.2.28) содержит вклады от обоих механизмов релаксации и добавочные интерференционные члены.
к*=»22 ] ехР
П И -а,
(1.2.36)
(1.2.37а)
(1.2.37Ь)
= <Є„(0б„) = “[(«., + l)exp(-lay) + пи exp (itoj)],
(1.2.38)
где п - тепловое среднее числа заполнения р-той моды, равное пм = 1/[схр(йшд / кТ)-Х].
Подставляя выражение (1.2.38) для ЯДг) в формулу (1.2.36), получаем
(1.2.39)
(1.2.40)