Формирование и локализация электронных возбуждений в криокристаллах неона

Abstract

Проведен анализ особенностей состояний экситонов в неоне в приближении жесткой решетки и с учетом ее легкой деформируемости. Обсуждаются закономерные изменения атомных и молекулярных состояний при переходе от тяжелых инертных элементов к легким, которые приводят к появлению ряда характерных отличий зонных возбуждений в неоне. Уточняются динамические параметры, связанные с эффектами резонансного переноса энергии по кристаллу для электронов, дырок и экситонов, а также с процессами автолокализации квазичастиц. Показано, что сильная связь нижайшего экситонного состояния с локальными колебаниями окружающей решетки приводит к смешиванию свободных и автолокализованных возбуждений, а также к существенному понижению подвижности экситонов. Сравнение экспериментальных и расчетных спектров поглощения смешанных состояний позволилo уточнить параметры экситон-фононной связи для синглетной и триплетной компонент экситона.

Проведено аналіз особливостей станів екситонів у неоні в наближенні жорсткої гратки та з врахуванням її легкої деформовності. Обговорюються закономірні змінювання атомних та молекулярних станів при переході від важких інертних елементів до легких, що приводять до появи ряду характерних відзнак зонних збуджень у неоні. Уточнюються динамічні параметри, пов’язані з ефектами резонансного переносу енергії по кристалу для електронів, дірок та екситонів, а також з процесами автолокалізації квазічасток. Показано, що сильний зв’язок найнижчого екситонного стану з локальними коливаннями оточуючої гратки веде до змішування вільних і автолокалізованих збуджень, а також до суттєвого зниження рухливості екситонів. Порівняння експериментальних та розрахункових спектрів поглинання змішаних станів дозволило уточнити параметри екситон-фононного зв’язку для синглетної та триплетної компонент екситона.

The paper reports the analysis of the specific features of exciton states in neon made in the approximation of a rigid lattice and with due account of its easy deformability. Regular alteration of the parameters of the atomic and molecular states in passing from heavy inert elements to light ones are discussed. The alterations give rise to a series of characteristic distinctions of band states in neon. The dynamic parameters of electrons, holes and excitons connected to the effects of resonance transfer of energy in a crystal, and to the processes of quasiparticle self-trapping are specified. It is shown that the strong coupling of the low-lying exciton states with local vibrations of the surrounding lattice results in a mixture of free and self-trapped excitations and in a considerable decrease in the mobility of excitons. The comparison of the experimental and calculated absorption spectra of the mixed states makes it pos- sible to reestimate the parameters of the exciton-phonon interaction for singlet and triplet components of the exciton.