1tom - 0394.htm
453
В спектроскопии силой осциллятора / наз. безразмерный параметр, пропорц. интенсивности оптич. перехода (произведение квадрата матричного элемента перехода на разность насел╦нностей уровней) [1]. Возникновение Г. с. о. проявляется в том, что интенсивность поглощения света с образованием ЭПК (в
Схема энергетических уровней и оптических переходов: £└≈ основное состояние кристалла; £э ≈ ширина экситонной зоны;
Si ≈ уровень энситонно-при-мееного комплекса с энергией связи £└п. Схема соответствует
L В
случаю, когда состояние экси-тона с квазиимпульсом ft=0, в к-рое разреш╦н оптический переход (волнистые линии), находится на дне экситонной зоны.
расчете па 1 примесный центр) значительно превышает интенсивность собственного экситонного поглощения /з (в расч╦те на элементарную ячейку) [2]. Между силами осцилляторов соответствующих переходов существует приближ╦нная связь /эпк~ (£S/£CB)^S f&- QT-сюда /эпк >/э всякий раз, когда £э > £CBt т. е. когда уровень ЭПК #! является «мелким».
Фиа. механизм возникновения Г. с. о. состоит в том, что в «мелком» ЭПК экситонное возбуждение охватывает область, значительно превышающую объ╦м элементарной ячейки. Во всей этой области возникают когерентные колебания электрич. диполыюго момента, и в результате на частоте электронного перехода в ЭПК свет поглощает целая «антенна», состоящая из примесной молекулы и близлежащих молекул осн. кристалла.
Возникновение Г. с. о. наблюдалось на молекулярных экситонах [3], Ванъе ≈ Momma экситонах в полупроводниках (где /ЭПк//э~104, [4, 5)), на колебательных экситонах [61 и магнитных возбуждениях в маг-нитоупорядоченных кристаллах [71. Следствие Г. с. о.≈
короткие радиац. времена жизни ЭПК Трад^/^Лс; в прямозонпых полупроводниках т~10~9≈10-10 с, поэтому ЭПК являются осн. каналом низкотемпературной излучат, рекомбинации. Аналогичные явления наблюдались на бижситонах (Г. с. о. для оптич. превращения экситона в биэкситон и короткое радиац. время
жизни биэкситона),
Лит.: 1) Блох и н ц е в Д, И., Основы квантовой механики, 6 изд., М., 1983; 2) Р а ш б а Э. И., Теория примесного поглощения света в молекулярных кристаллах, «Оптика и спектроскопия», 1957, т. 2, с. 568; 3) Б р о у д е В. Л., Р а ш-б а Э. И., Ш е к а Е. Ф., Аномальное примесное поглощение вблизи днситонных полос молекулярных кристаллов, «ДАН СССР», 1961, т. 139, с. 1085; 4) Н е п г у С, Н., N а в s a u К., Lifetimes of bound excitong in CdS, «Phys. Rev., Ser. B», 1970, v. 1, p. 1028; 5) Тимофеев В. Б., ЯловецТ, Н., Аномальная интенсивность экситоннсипримесного поглощения в кристаллах CdS, «ФТТ», 1972, т. 14, с. 481; 6) Б е л о у-с о в М. В., П о г а р е в Д. Е., Ш у л т и н А. А., Количественное исследование колебательных спектров изотопносме-шанных кристаллов нитрата натрия, *ФТТ», 1978, т, 20, с. 1415; 7) Еременко В. В, и др., Перестройка спектра магнитных возбуждений антиферромагнитного СоР3 с примесью MnFn малой концентрации, «ЖЭТФ», 1982, т. 82, с. 813.
В. Б. Тимофеев-
ГИГАНТСКОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ света ≈ эффект, проявляющийся в увеличении (до ДО6) интенсивности линий при комбинац. рассеянии света на адсорбир. молекулах. В зарубежной литературе Г. к. р. обычно наз. поверх ностноус и-ленным рамановским рассеянием. Молекулы для наблюдения Г. к, р. адсорбируют на специально приготовленных шероховатых поверхностях металлов (как правило, Ag, An, Си) или на малых (100≈1000 А) частицах благородных металлов. Подложками служат: огрубл╦нные в результате неск. окислит.-восстановит, циклов электроды; пл╦нки, осаждающиеся в высоком вакууме при низких темп-pax (к-рые поддерживаются и в процессе регистрации Г. к. р.);
островковые металлич, пл╦нки; взвеси малых метал-лич. частиц в водных растворах. Более слабое Г. к, р. наблюдается также для поверхностей К, Na, Al, Li.
При Г. к. р. правила отбора, характерные для обычного комбинад. рассеяния (КР), не всегда выполняются; при этом часто линии, обычно запрещ╦нные для КРТ имеют интенсивность, сравнимую с интенсивностью разреш╦нных линий. Кроме того, зависимости интенсивности комбинац. линий от частоты возбуждающего света для Г. к. р. и КР различны. Для Г. к. р. наблюдается, как правило, широкий максимум в видимой красной области спектра.
Механизм Г. к. р. до конца ые выяснен. Установлено, что полное усиление интенсивности линий зависит от двух факторов. Один из них, приводящий к усилению ~ 10я≈103, связан с увеличением напряж╦нности электрич. поля, действующего на молекулу вблизи поверхности металла. Это увеличение обусловлено резонансом падающего или рассеянного эл.-магн. излучения с собственными плазменными колебаниями электронов, локализованными вблизи выступов или впадин шероховатой металлич. поверхности (или в отд. металлич. частицах). Существование такого резонансного эффекта, кроме самого усиления, позволяет также качественно объяснить форму контура возбуждения Г. к. р. и то, что наиб, усиление наблюдается на поверхностях благородных металлов, имеющих высокую отражат. способность в видимой области спектра.
Др. фактор усиления связан с изменением комбинац. поляризуемости молекулы и взаимодействующих с ней электронов металла. Это взаимодействие имеет, по-видимому, хим. природу. Величина «химического» усиления зависит от характера связи, к-рую образует адсорбир. молекула с металлом. Существуют две гипотезы хим. усиления, к-рые во мн, случаях согласуются с эксперим. данными. Первая из них основывается на экспериментально обнаруженном для нек-рых молекул (бензол, этилен:) сходстве соотношения линий в спектрах Г. к. р. и спектрах характеристич. (неупругих) потерь энергии при рассеянии медленных электронов на изо лир. молекулах, в процессе к-рого электрон захватывается на пек-рое время молекулой и образуется промежуточное состояние ≈отрицательный молекулярный ион. Сделано предположение, что при адсорбции молекулы возникает комплекс, где имеются возбужд╦нные электронные состояния, частота перехода в к-рые из осн. состояния соответствует частоте видимого диапазона эл.-магн. излучения, т. е. создаются условия резонанса. Возбужд╦нные состояния в этом случае обусловлены переносом электрона из молекулы в металл или обратно.
В др. модели хим. усиления падающий свет рассеивают не адсорбир. молекулы, а электроны металла, колебания к-рых под действием электрич. поля падающей эл.-магн. волны модулируются осцилляциями полного заряда химически адсорбированных молекул, возникающими при внутримолекулярных колебаниях.
Лит.: Гигантские комбинационное рассеяние, лер. с англ., М., 1984; Otto A,, Surface-enhanced Hainan scattering: «Classical* and «Chemical» origins, в кн.: Light scattering in solids, ed. by M. Gardona, G. Giintherordt, В.≈ [а.о.], 1984.
А, Г. Малъшуков.
ГИГРОСКОПИЧНОСТЬ (от греч. hygros ≈ влажный и skopeo ≈ наблюдаю) ≈ свойство материалов поглощать (сорбировать) влагу из воздуха. Г. обладают смачиваемые водой (гидрофильные; см, Гидрофилъностъ и гидрофобностъ) материалы капиллярно-пористой структуры (напр., древесина), в тонких капиллярах к-рых происходит конденсация влаги (см. Капиллярная конденсация), а также хорошо растворимые в воде вещества (поваренная соль, сахар, концентрир. серная к-та), особенно хим. соединения, образующие с водой кристаллогидраты. Кол-во поглощ╦нной веществом влаги (гигроскопич. влажность) возрастает с увеличением влагосодержания воздуха и достигает максимума при относит, влажности 100%.
и
о
X
у
с
О
ас и
О
459
")
}
