АВТОЛОКАЛИЗАЦИЯ

Расстановка ударений: АВТОЛОКАЛИЗА`ЦИЯ

АВТОЛОКАЛИЗАЦИЯ (от греч. autos — сам и лат. localis — местный) кваз и частиц в твёрдых телах — возникновение сильной деформации кри-сталлич. решётки вокруг квазичастицы (электрона проводимости, дырки, экситона), приводящее к её локализации в потенциальной яме, созданной деформацией. Предсказана Л. Д. Ландау в 1933 [1]. А. наступает, если связь квазичастицы с решёткой является достаточно сильной. Вследствие трансляционной инвариантности автолокализов. квазичастица сохраняет возможность перемещаться по кристаллу, но её эффективная масса значительно возрастает, а коэфф. диффузии обычно уменьшается.

Изменение энергетич. спектра квазичастиц зависит от соотношения между шириной разрешённой энергетич. зоны 2ξ_b свободных квазичастиц и величиной hω, где ω — частота колебаний кристаллич. решётки, наиб, сильно взаимодействующей с частицей. Если ξ_b<<hω, то при А. зона разрешённых состояний на шкале энергий понижается на величину ξ и сужается на величину ∼ехр(^-ξ_R/_hω). Качеств, перестройки спектра квазичастиц не происходит, и, если экспоненциальный фактор не слишком мал, спектр автолокализованных («одетых») состояний квазичастицы сохраняет заметную ширину. Пример — экситон в молекулярных кристаллах (типа бензола), «одевание» к-рого происходит за счёт взаимодействия с внутр. фононами (см. Вибронные возбуждения). Более интересен случай ξ_b>>hω, когда спектр качественно перестраивается: под дном разрешённой зоны, к-рая в целом не разрушается, появляются автолокализов. состояния (рис.). Ниже обсуждается этот случай.

Энергетическая диаграмма кристалла при наличии автолокализации; волнистые линии изображают туннелирование в автолокализованные состояния, штриховые линии - релаксацию

Автолокализов. состояния могут быть как большого (по сравнению с постоянной решётки), так и малого радиуса; радиус зависит от типа квазичастицы, закона её взаимодействия с фононами и размерности системы [2—5]. Примеры автолокализов. состояний большого радиуса — т. н. континуальный полярон, автолокализов. состояния в одномерных системах [2], фазоны. Обычно автолокализов. состояния имеют малый радиус. Это — поляроны в окислах переходных металлов [4],автолокализов. дырки в щёлочно-галоидных кристаллах [3], экситоны в кристаллах инертныхэлементов [5] и т. д. С ростом темпры Т зонный механизм переноса сменяется прыжковым.

Свободные и автолокализов. состояния квазичастиц в кристалле сосуществуют. Они разделены энергетич. барьером W, связанным с затратой энергии на образование потенциальной ямы, к-рая может «захватить» квазичастицу. Барьер возникает в трёхмерных системах, когда взаимодействие квазичастиц с фононами является неполяризационным (в случае полярона А. идёт без барьера). Автолокализационный барьер эф-фективен вплоть до высоты W ∼ ^hω/₂. Для описания связи квазичастиц с фононами удобно ввести параметры Λ = ^ξ_R/_ξb и λ = (^hω/_ξb)Λ наступает, когда Λ ≤1. Величина λ характеризует рассеяние свободных квазичастиц. Из-за малости ^hω/_ξb параметр λ<<1 даже при Λ≥1. Это приводит к слабому рассеянию свободных квазичастиц в условиях наличия А. Скорость превращения свободных квазичастиц в автоло-кализованные определяется при низких темп-pax туннелированием через автолокализационный барьер, при высоких — термоактпвацией.

Сосуществование свободных и автолокализованных экситонов обнаружено в ряде веществ (иодиды щелочных металлов [3], отвердевшие инертные газы [5] и др.) по одновременному присутствию в спектре люминесценции двух типов собственного свечения.

Лит.: 1) Ландау Л. Д., Собр. трудов, т. 1, М., 1969, с. 90; 2) Рашба Э. II., Автолокализация экситонов, в кн.: Экситоны, М., 1985; 3) Лущик Ч. Б., Свободные и автолокализованные экситоны в щелочно-галоидных металлах. Спектры и динамика, там же; 4) Поляроны, М., 1975; 5) Савченко Е. В., Фуголь И. Я., Экситоны в атомарных криoкристаллах, в кн.: Криокристаллы, К., 1983.

Э. И. Рашба

Источники:

1. Физическая энциклопедия/Гл. ред. А. М. Прохоров. Ред. кол. Д. М. Алексеев, А. М. Балдин, А. М. Бонч-Бруевич, А. С. Боровик-Романов и др.- М.: Сов. энциклопедия. Т.I. Ааронова - Бома эффект - Длинные линии. 1988. 704 с., ил.