Университет XXI века: научное измерение

Научная конференция научно-педагогических работников, аспирантов, магистрантов ТГПУ им. Л. Н. Толстого 200 Рис. 1. Механизмы образования прямых (D) и межъямных (J) экситонов в сверхрешётках и гетероструктурах EuO-SrO (а – триплетные, б – синглетные) Экситоны образуются при возбуждении кристалла квантами с энергией, которая меньше ширины запрещённой зоны. Энергия образования экситона может являться возбуждением электромагнитного поля. В идеальной кристал- лической решётке рекомбинация экситона, полученного из бозе-эйнштейнов- ского конденсата, будет являться запрещённой. Время жизни такого запрещён- ного экситона больше времени уменьшения его энергии. Разрешить бозе- эйнштейновскую конденсацию можно с помощью создания квантовой ямы для экситонов. В этой яме основное состояние отделено от возбуждённого потен- циальным барьером. Электрон и дырка могут находиться в одном узле кристал- лической решётки. Энергия связи экситона увеличивается, если размер гетеро- структуры мал по сравнению с его радиусом. Экситон в кристалле может не об- разовывать локализованных состояний. Время жизни экситонов в квантовых ямах зависит от времени их рекомбинации. Время жизни экситона, как правило, никогда не превышает значения в несколько сотен фемтосекунд, благодаря этому линия поглощения экситона становится шире. Повышение времени жиз- ни экситона связано с нахождением его в квантовой яме с линейными размера- ми, примерно равными его радиусу. При переходе с уровней валентной зоны на электронные уровни образуется одномерный экситон. Большая длина волны излучения является следствием небольшой постоянной гетероструктуры. Время жизни экситонов в гетероструктурах на основе EuO может быть определено по формуле 7 1 2 0 6 4 4*10 10 10 3 3*10 R τ τ λ − − − − = = = c, где R–размер гетероструктуры, τ 0 – время жизни частиц [4]. Время жизни возбуждения τ может быть рассчитано по формуле P ω τ =  (1) Мощность излучения P равна P jS = (2) где j – плотность потока мощности излучения на единицу площади поверхности атома S. j cw = (3)