网站服务热线:
当前位置:
首页 > 资讯 > 技术应用 > 正文

电场对高分子中极化子激子的影响

来源:中国气体设备网发布日期:2017-10-14

  物理学进展电场对高分子中极化子激子的影响傅柔励孙鑫(中国科学院上海技术物理研宄所红外物理国家重点,其中细线表示基态,虚线表示具有一个额外的电子-空穴,粗线代表具有两个额外的电子-空穴。表明额外的电子-空穴引起高分子中晶格结构的局域畸变,而引起这晶格局域畸变的额外电子-空穴本身又落进这局域的晶格畸变势场中,成为电子-空穴的自陷束缚态。这情况很象固体物理中讲由于电子吸引正离子使之内移,同时排斥负离子使之外移,产生离子的位移一极化,使电子受到的作用势能下降,出现束缚电子的势阱。即电子引起晶格畸变,产生局域畸变势场,电子本身又被自己引起的局域畸变势场束缚住,形成电子的自陷束缚态一极化子。

  不同的是这里不只是电子,还有空穴,因此形成的是电子和空穴的自陷束缚态。由于电子-空穴的束缚态实质就是激子,因此这种激子又称为自陷束缚激子或极化子激子。这里要指出的是一般无机材料是库伦作用引起激子;但对高分子、c等低维体系,晶格畸变也可引起激子。即使没有库伦作用,由于额外的电子和空穴引起的自陷束缚作用也可形成激子,这种激子称为极化子激子或自陷束缚激子,当然再考虑库伦作用这种激子将束缚得更紧些。激子内有一个电子-个空穴为单激子,有二个电子二个空穴为双激子。

  额外的电子和空穴不仅导致晶格畸变,也引起电子态变化:使最高占据分子轨道(即原价带顶能级)和最低未占据分子轨道(即原导带底能级)(没有额外的电子和空穴时原价带顶能级上应有二个电子,原导带底能级上没有电子)从原准连续能级分离,进入禁带中央附近,在禁带中央附近形成两个能量靠得很近的定域电子态ehw和免。对极化子单激子,上定域态Shigh和下定域态上各有一个电子(见(b));对极化子双激子,上定域态eMgh上有两个电子,下定域态‘上没有电子(见示额外的电子和空穴使电子态变化后,新的价带全填满,新的导带全空。

  3电场作用下高分子中极化子激子的极化特性格点电荷密度分布加电场后发现弱或中等强度电场使极化子激子中格点电荷部分转移,出现静极化。

  表示电场作用下高分子中极化子单激子和双激子(的格点电荷密度分布,图中己减去了在相同场强下基态对应的电荷密度分布。图中电场沿横坐标方向,纵坐标的单位是电子电荷值,细实线代表U= =0;粗实线表示U=4eV,7=0.6;细虚线为“=4,7=0;粗虚线是=2,7=0.6.表明正电荷沿电场方向转移,负电荷逆电场方向转移,即极化子单激子是正常极化。而显示正电荷逆电场方向转移,负电荷顺电场方向转移,即高分子中极化子双激子表现出反向静极化。反向静极化是个新的物理现象。

  物理起因,要分析被占据电子态的波函数。注意到对极化子单激子和双激子,它们电子能级对应的波函数