Влияние размерного эффекта в спектре энергии экситонов кластеров инертных элементов на релаксацию экситонов

Abstract

Методом катодолюминесцентной ВУФ спектроскопии изучено влияние размерного эффекта в спектре энергии экситонов кластеров аргона, криптона и ксенона на релаксацию экситонов. Установлено, что с уменьшением среднего размера кластеров до некоторой критической величины Nс ~ 160–190 атомов/кластер наблюдается блокирование обычного однофононного канала релаксации энергии экситонов, обусловленное увеличением расстояния между последовательными экситонными уровнями в зоне вплоть до дебаевской энергии фонона. Это приводит к появлению другого канала релаксации (подавленного в твердом теле), который заканчивается десорбцией возбужденных атомов и молекул из кластеров инертных элементов.

Методом катодолюмінесцентної ВУФ спектроскопії вивчено вплив розмірного ефекту в спектрі енергії екситонів кластерів аргону, криптону і ксенону на релаксацію екситонів. Встановлено, що із зменшенням середнього розміру кластерів до деякої критичної величини Nс ~ 160–190 атомів/кластер спостерігається блокування звичайного однофононного каналу релаксації енергії екситонів, що обумовлено збільшенням відстані між послідовними екситонними рівнями в зоні аж до дебаєвської енергії фонона. Це призводить до появи іншого каналу релаксації (пригніченного у твердому тілі), який закінчується десорбцією збуджених атомів та молекул з кластерів інертних елементів.

The influence of the size effect in the exciton energy spectrum of inert element clusters upon the exciton energy relaxation was studied by the VUV ñathodoluminescence spectroscopic method. The ordinary single-phonon relaxation of excitons appears to be blocked as the mean size of the clusters decreases from a certain critical value Nc ~ 160–190 atoms/cluster. This occurs because the separation between the neighboring exciton levels in the band increases up to the Debye photon energy. As a result, a new relaxation channel (suppressed in solids) comes into operation. It culminates in desorption of the excited atoms and molecules from the clusters of inert elements.