Раздел: Документация
0 ... 8 9 10 11 12 13 14 ... 60 Фотон Фонон Спектрально Модулщия фотона (рононом л ж  Рис. 22. Эффект Рамана (рассеяние фотона на фононс) цию из-за взаимодействия света с IO-фононами. Используя это свойство, можно определять ориентацию кристаллической решетки тонких пленок, выращенных эпитаксиально. При наблюдении рамаиовского рассеяния в смешанных кристаллах, например в кристаллах AbGai As, можно, разделив составляющие рассеяния с фононами, характерными для AlAs и для GaAs, определить постоянную х. Кроме этого, эффект Рамана позволяет оценить механические напряжения в поверхностном слое полупроводников и концентрацию носителей в них. Вынужденное рамановское рассеяние использовали для создания рамаиовского лазера. Если мощный лазером с энергией квантов соо облучать такие вещества, как, например, водород, кремний или бензол, и вызывать в иих вынужденное рамановское рассеяние, то в спектре рассеяния присутствует стоксова состав- а) Поворотная призма. Рубин Ячейка Рамана  й)0±ПО)г,П=;... а>0±П6>г, П=1,2,. к W0+UV N<VZ<ar Рис, 23. Различные виды рамановски* лазеров ляющая «о + <йг, связанная с тепловой энергией вещества cor, а вместе с ней — высшие стоксовы (о)0 — па,) и антистоксовы (ш0 + пыг) гармоники как результат нелинейности взаимодействия света с веществом. Все они когерентны, монохроматичны и излучаются в направлении, составляющем определенный угол с лазерным лучом (рис. 23, а, б, в). Для такого лазера не требуется создавать состояние с отрицательной температурой. Описанное явление применяют для преобразования частоты лазерного излучения. Что такое хромизм? Хромизмом называют обратимые изменения цвета вещества под действием электрического поля, при облучении светом или пучком электронов. Если цвет изменяется под действием ультрафиолетовых лучей и становится прежним под действием видимого света — это фотохромизм. Если цвет изменяется при облучении пучком электронов — это катодный хромизм, а под действием электрического поля — электрохромизм. Фотохромные материалы — это, например, хлориды щелочей (KCI и др.), фториды типа CaF2 с присадками редкоземельных элементов или такие вещества, как SrTi03, СаТЮ3, ТЮ2, с присадками металлов переходных групп, а также некоторые органические вещества. Электрохромные материалы среди неорганики — хлориды щелочей, оксиды переходных металлов типа WO3 и Мо03, а среди органики — биологические материалы и их производные, а также имидазол, дифталоцианины редкоземельных элементов. Рассмотрим для примера механизм фотохромного изменения окраски в кристалле CaF2: Sm, Ей. Как показано на рис. 24, атомы Sm и Ей имеют уровни возбуждения, различные по энергии ионизации. Когда кристалл находится в состоянии теплового равновесия, уровни Sm2+ и Еи3+ поглощают свет н в белом свете образец приобретает зеленую окраску. Если кристалл подвергнуть ультрафиолетовому облучению, имеющему энергию Ны\, электроны с уровней tkjj Sm* - Sm*---1- ♦Sm  Рис. 24. Фотохромный эффект в кристалле CaF,: Sm, Eu: а — облучение ультрафиолетом; б — облучение видимым светом SmJ+ переходят в зону проводимости и иои SmJ+ превращается в Sm3+. Перешедший в зону проводимости электрон посредством тепловой релаксации опускается до уровня Еи3+, и получается ион EuJ+. В результате пропадает окраска кристалла — он становится бесцветным. Но если теперь осветить этот же кристалл видимым светом с энергией Йсог, соответствующей разности между энергиями уровня Еи2+ и зоны проводимости, переход электронов произойдет в обратном направлении и кристалл снова приобретет зеленую окраску. Применение -лектрохромизма показано на рис. 25 на примере ячейки с рабочим веществом WO3. Если приложить минус поля к электроду подложки, ячейка приобретет внутреннюю окраску с интенсивностью, пропорциональной прошедшему заряду. При пропускании тока в обратном направлении окраска пропадает. Механизм изменения окраски следующий. Под действием электрического поля разлагается материал Прозрачный Стеклянная Реакция на электрод пластина индикаторной КОЛЬЦО Электролит  /стороне >WOj + Н* + —-УI Отсутствие \ \индикации у Запись HWO, Стирание (Индикация) Реакция на обратной Регенерированный / Задняя \ стороне уно,Электрод стенка NHWO,i:WOj + Н* + t Рис. 25. Элемент электрохромной матрицы на основе вещества 0 ... 8 9 10 11 12 13 14 ... 60
|
