1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 120
Текст из файла (страница 120)
«, «ь %, ««и «»и«. «) ',' А, .ни«е «Ргисее«И««нь о1 П«е Г«ВЬ (п!е;. ив !иив ' 1;"1'и «РЬепои«сиа Ы («вьеь» (А)ии(сь, 196Ц, в 1 о В., 0 11 в г «) 1 г,), в хни«е « ивши«в1 Соыегеисе ои оиив !««г« ~ег« чо) 1 Л"гяео1вги 1962 р 660 Ы о г и Ь ес Ь Л. Л., РЬуь. Кеч., 83, 374 (1951). 27 В и в е Л. С., Рпуь. Ксч., 117, 1411 (1960). Ь Л. М» Ти11и1о В. 5., Ли««ги. А1«р!. 1«ь., 03 (1957) 1 М, Р«вьпыь аи«! Сг«п!гг«не«) Еиь!ги, Кетэ Уогй, 1961. :Р)акия РЬукгь». «6 Л Е. 13гг«п«и«иг«6, Нев ;12 )ЧЬ в г(оп С. В., и кинге: акия Ь г а и 1.
)Ч., Риге ь ! е г В. !Ч.. Рьуь. Кеч» 126, 1785 (1962). 1 СЬ 5. 5 1 о и е 97. С., Кеч. 5щ. (иь1г., 28. 103 (1957). н41 Вог1иег Т Е Нигь1 «оие СгГ 11 Ь В Л СЬ РЬ в анни Лонги. Рьуь» 16, 115 (1963) Зб Нигь1 О. 5., 51осйбв)е Л. А.. '<е у 38, 2572 (!963). .,!., К Л Л., Ликгвнаи Ли««ги. РЬув, 16, 447 (19 3). 37. Ьотч хе Л.,!., ееь...
и ,Ь. Р д 6 ск Г. В., Ргос. Киу. Ьос» Л88, 296 (1 Т!«е П«сог, о! Е!ес!гонь, 2«) ед., Мев 'ог, и» Т Л овен ти Теория электро- (имеется г«еревид предыдущяо издания . о нов, М. — Л., 1934). 40. В г и У ъ е» 1 е у и М. Л» Р!»уяся, 10, 61 (19«О). 41. М и г ь е Р. М., А 11 «в %. Р., 1. в ги в г Г. 5., Рьуь. еч., 42. Н и«ь1е«и Т., Рьув. Кеч.. 70, 367 (1946). 43.
Во и е Л С., Ащсг. Лонги. РЬуч., 31, 905 (1963). «44 А 1)е и Н. »Ч., Рьуь Кеч., 62, 707 (1937). 4". Л в ы д о в Б., РЬув. 7ь. 5ов)еп«Мои, 8, 59 (1935). 7., а ', ', в. Ксч., 126, 2089 (1962), книге « . '1 Ии 1956 5 383 ь в ин««ге «Напдьг«сь г)ег РЬу»«1«к В«1. 21. Вег!«и, 1 49. СЬяргиап 5., Сов1!ий .
г., «е а Т С., Т1 МаВетансв( ТЬеогу о! мои-иш1оыи Ввьеь, 2««е5, 1.оибои, 1952 сЬ. !8. 50. М а г й с и а и 11., РЬув. Кс«С 69, 508 (!946). и«! ()ев!оке Г А., Мв11Ьуьье 5 (Ч.„Ма«не«тв««Н.. РЬуь. еч., 1437 (1958). 52 Т а у 1о г Е. 5., Р!«чь. Г1иЫь. 4, 1499 (1961). Ь 1 бег РЬуь(Ь», Л. В» М не у Н. 5. Ч«Л, в книге «Наиб ис «ег 55. Е гов11. 5» Р Ь е)рь Л Ч» РЬуь. Кеч» 127, «( 56 Е и 8 е 1 Ь в г «1 1 А, 0., Р Ь е 1 р в А. Ч., РЬуь. Кеч., 131, ' ференц««г«ио яи.«гиням иоинэ щнн в, р 59. 5 щ г 1 Л. А., РЬ)ксв, 3, 543 1936).
60. Н 11 В. 1. Н.. Аиь(гвнви Лонги. РЬув.. 8, 468 ( ч,б). ., 8, 468 В55). 61. С 1«ь и ! и 1.. М, Р Ь е1 р ь А. Ч., В «о и д «М. А., Рьуь. Кеч., 1 62. Н и х 1 е у 1.. 0. Н., С г о ги р 1 о и К, 97., В а Н и, . и Рьуь., 12, 303 (1959). Н„5и1(оп В. Л» Ргос. Коу. 5ос» 63. Сгои«р1ои й. )Ч» Них!еу Е. С Н„и ои А218, 507 (1953), 64. Н е у 1 е и А. Е. В., Ргос. РЬ уь наг. 79 284 ( 65 С о(1 «Ь., 14 а с с !«!и «()., Кеч. Зя. !икг., 23, 39 (1952). ГЛАВА 1» пккомвинлцин РЕКОИБННАЦНЯ Под «рекомбинацией» мы подразумеваем та ния носителей за я а и ваем такие столкновегазе, кото ые п о заряда противоположного знака, двнжущ Н УЩИХС51 В р риводят к их взаимной нейтрализации. Если 6 носи!ели — ионы, то п о ес р ц с называют иои-цоимой рекомбмна51ией; если же один из них — э ный ион, то гово — лектрон, а другои — положительорят об электрон-монной рекомб11ма51ии. Те мин «рекомбинация» (по-русски «воссоедиценне») и ле, что при «рекомбинации», как правило, редко воссоединяются иве частицы, составлявшие ране ие ранее ту же самую уру ); тем не менее терминология эта является общеп и- пятой и мы пользуемся ею на протяжен отяжении всей книги.
рекомбинации были предприняты Первые исследования омсшюм и Резерф рдом 1(ембридже'). Механизм ом нпации ыл предложен ими для объяснения постепень т и нного р р ипости газа, которое происходит вслед за его ионизацией импульсом рентгеновского излучения. И хотя у ние рекомбинации п оэкспериментальное и теоретическое изуче должается с конца Х1Х столетия и по сей день,'3 — 5), нимание этого я й день,' — 15, наше повления все еще далеко от исчерпываю его. В- лее того, этот п о есс р ц понятен пам, пожалуй, менее любого другого явления, описываемого в настоян " .
О экспериментальных и теоретических т астоящей книге. О некото ых и ог есс в их трудностях, тормоз5!щих р р ресс в этой области, будет сказано по ход: Сначала б ет ан и о у изложения. а удет дано определение коэффициента рекомбинации и выведены выражения, описыгвающ1 менн щие с его помощью вренную зависимость плотности носителей за .
3 бу рассмотрены механизмы и теория рекомбинации, а ' ряда.. атем уд т ведены анне реком ипации, а также выцни, И, наконец, б и и ур ния для определения коэффициентов 6 реком инаудут приведены экспериментальные данные, методы и проведено сравнение с выводами теории. ) Об нстннной рвкомбнпвпнн (пб втпом ,' О ( рв ом звхвзтв нбрвзовзвп5«госн ноно) в нть, если рассматривать мвлмй промеж ток жуток времени после возогп квк злоктроны и положнтольныо ноны вмндут 51 Недзвно Б д но Бнондн подготовил превосходный обзор 151 оз зту тему. й 1, Коэффициент рекомбинации !.екок!бннация двух противоположно заряженных носьпелей характеризуется обычно коэффпь(ментом ремо»!банацаи и, определяемым как число актов рекомбинации в единице объема за единицу времени )т, деленное на произведение плотностей носителей заряда а'п, т.
е. где и — положительная величина, которая в системе С!С измеряется в еиинипах смз(сек, 1Соэффициент рекомбинации связан с сечением рекомбинации п,(оо) соотношением и = ) ~о!5 ! (~о) ( (оо) ь(~о а (12.1.2) где 1(по)сЬо — долп таких столкновений междУ положительными и отрицательными частицами, при которых относительная скорость лежит в пределах от оо до по+нов. В большинстве случаев и можно приближенно принимать равным йо!)„(йо), где Бо — среднее значение скорости оо. В простой двухкок!понеь!твой системе скорость рекомбинации равна скорости убывания плотности каждого из двух типов носителей при условии, что потерей зарядов за счет диффузии можно пренебречь, а источник ионизации в рассматриваемый промежуток времеви пе действует.
Тогда для такой системь! имеем 55л '. !5л- + = — г!ал. г(1 !55 (!2.1.3) (12.1.4) т. е. обратная плотность является линейной функцией врез!вин с угловым коэффициентом и. Таким образом, если выполняются упомянутые выше условия, то коэффициент рекомбинапии можно получить по скорое~и убывания числа носителей заряда в газе, Но измеренная величина и не зависит от времени только и том случае, если ионы с самого начала имею~ случайное пространственное распределение, как микроскопическое, так и макроскопнческое 13, 4). Для этого требуется, чтобы ионы проти- Предположив, что из =гг=п и что при 1=-0 плотность п=-по, по- лучаем решение уравнения (12.1.3): бэб глл аз !3 воположного знака никоим образом не группировались попа- попарна засст пе было зпа штельного градиента плотносте" ! ояниях, сравнимых с размерами аппарат ры. й ионов и, Если в двухкомпопентной системе имеется источник ио ~ зац и, создаюший Я мон!гм ° свк, и если рекомбинация — единственный механизм убывания ионов, то (12.1.5) причем при зем снова предполагается, по и+=и-=и.
Положив епер при 1=0 н проинтегрировав (12.1.5), получаелз — — т рь (12.1 6) т. е. плотность ионов возрастает от пуля прн 1=0 до авповесного значения н = до равповес- (12.1.7) й 2. Рекомбинации в многокомпонентной системе Обычно исследование рекомбинации связано с изучением сложных систем (состояших из электронов и нескольких типов ионов), причем заметную роль могут играть и некоторые р це с ц такие, как диффузия, ионно-молекулярные реакр е друского ции и прилипапие электронов. Необходимый для реалр алнстичеописания таких сложных ситуаций анализ иллюст и р " Ку еля (6), в которой рассматривается несколько осоаботой К нке я л.
юстрируется бенно интересных случаев. О диффузионных эффектах говорится в $ 8 настоящей главы. а. Образование вторичных ионов при столкновениях первичных ионов с атомами газа. Первый анализ, проведенный Куикелем, относился к таким экспериментам, как опыты Джонсона и др. (7) по рекомбинации электронов с атомарными и молекулярными ионами гелия. Пусть и — плотность электронов, М вЂ”вЂ” плотность молекулярных ионов и А — плотность атомарных ионов; ссз и аз — коэффициенты молекулярной и атомной рекомбинации, а р — вероятность (в единицу времени) соединения атомарного иона и нейтрального атома с образованием молекулярного иона (ср. гл. 9, 9 9, п. «а»).
Джонсон и его коллеги считали ссь сзз и 6 постоянными, а потерями за счет диффу- яекомяинлция зии ) и лектронпого прилипания пренебрегали. В этих предположениях они описывали процесс рекомбинации уравнениями — = — п~Мл вз (12.2.1) сл — = — п,Лл+ 6А, — =-- — вз. !л — рА* (12.2.3) 2 (12.2.2) (12.2.4) (12.2.5) т. е. индекс означает, что величингя относятся к моменту времени !=О. Тем пе менее из-за нелинейности системы уравнений (12.2.1) — (!2.2.3) невозможно получить простые решения для всех случаев.
Кункель (6), однако, решил эту систему для одного важного случая, когда ссзл«р. Это условие было выполнено я СВЧ опытах Джонсона и др. !7), в которых п<10", сс,<10-' и (1=-1О'. В этом частном случае уравнение (12.2.3) сводится к уравнению (!2.2.6) решением которого является выражение А= А,в "'. (1 2.2.7) '! й лейстиительиосзя же а указапиых эксперимеитах ли$фузия была значительной, и поэтому расчеты Куикеля а полной иере к яим яе примеяииы, ибп и этих расчезах лаяиое ебстпятельстио игнорируется.
ые были решены ими численным интегрированием. Для молекулярных ионов, которые во время измерения о р у б аз ются полностью за счет атомарных ионов, коэффициент рекомбинапни велик по сравнению с коэффициентом рекомбинации атомарных ионов. Приведенная выше система уравнений применима и в том ча имеется всего лишь один внд положительных ионов (плотность и), а электронга (плотность А) конвертируются в отрицательные ионы (плотпость М) с вероятностью прилипапия в единицу времени, равной (ь Какая бы пи рассматривалась задача, коэффициенты аь ссз и 6 будут, вообше говоря, функциями тегипературы и давления и, кроме того, будут зависеть от природы газа. Одну из переменных в этой системе можно сразу же исключить в силу условия йаззз рскомвинлция и его решение 1 ! ! 0 в котором а=-р(ак»-е л»к 11 (12.2.
1О) (12.2.11) 1 ! б оо ~ ) (12.2.12) 888 глава »г Подстановка (12.2.5) и (12.2.7) в (12.2.1) дает уравнение ии —,т = — п»л'+((п» вЂ” пг)Аоа М-)-п»б)л (122.8) Если а»=с»г, Ло=0 или 5=0, то (!2.2.9) пРинимает вид ! 1 71 11 — — — =- ! — — — ) а-бц'. и б (ос б~ Это выражение является решением для простого случая, когда имеются два вида носителей заряда, причем один нз пих с избыточной концентрацией б. Если бес»!«1, то (!2.2.11) можно приближенно заменить на Это равенство показывает, как влияет избыток д т к одного носителя на кажущийся коэффициент рекомбинации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
