точна для непосредственного наблюдения переходов между экситонными состояниями. Однако можно наблюдать переходы между краем валентной зоны и уровнями экситона . Энергии, соответствующие таким переходам, описываются формулой : (2.5)

где Eg - ширина запрещенной эоны, a En - уровни энергии экситона, расположенные у края эоны проводимости (рис.2.4) Водородоподобный спектр экситонов действительно наблюдался да ряда кристаллов.

Экситон Френкеля и экситон Ванье-Мота отвечает двум предельным ситуациям возникающим при связывании электрона и дырки, Поскольку, в первом случае электрон и дырка ,оказываютсяа локализованными на одном узле решетки, роль взаимодействия их с окружающими структурными частицами относительно ,слаба. Наоборот экситон Ванье-Мотта отвечает среднецу расстоянию между электроном и дыркой, много превышающему постоянную решетки кристалла. В этом случае, очевидно, свойства среды существенно влияют на энергию взаимодействия электрона и дырки. Это влияние в простейшей теории учитывается диэлектрической проницаемостью среды.

В обоих предельных случаях (экситон малого и большого радиу­са) полное движение экситона складывается из внутреннего движе­ния электрона вокруг дырки и переносного движения пары как еди­ного целого по кристаллу.

Модель Ванье-Мотта пригодна для описания большинства низко-лежащих экситонных состояний, существующих в кристаллах с боль­шой диэлектрической проницаемостью и, вероятно, пригодна, хотя уже в меньшей степени, для описания более высоких связанных со­стояний во всех кристаллах. Общепринято (см., например, [28], что ЩГК занимают промежу-

точное положение между молекулярными кристаллами, в которых с шествуют сильно связанные экситоны малого радиуса, и полупро­водниковыми кристаллами, для которых характерно существование слабо связанных экситонов большого радиуса. Низкоэнергетичес-кие анионные экситоны в ЩГК обычно приближенно описывают, рас­сматривая их как экситоны малого радиуса.

Поскольку экситон содержит дырочную компоненту, следовало ожидать существование нерелаксированного и релаксированного ( автолокализованного) состояний и для этого вида электронных возбуждении. Многочисленными экспериментами, выполненными на ЩГК, показано, что это действительно так [29-31). При этом по своим значениям температуры автолокализацми экситонов близки к таковым для дырок. Эффект автолокалиэации экситонов обнаружен по их характерной люминесценции.

Релаксированные состояния экситонов в ЩГК представляют со­бой возбужденные молекулярные ионы . При оптическом создании экситона сначача возникает возбужденное состояние иона галоида (одноядерный экситон, ) , и лишь позже дырочная компонен­та акситона испытывает аксиальную релаксацию и распределяется по двум ионам галоида (двухядерный экситон ,. Экситон при низких температурах теряет подвижность (автолокализуется). До перехода в автолокалиаованное состояние создаваемые оптичес-ки экситоны при низких температурах мигрируют на болы^ле рас­стояния. В ЩГК имеет место сосуществование свободных и автолокализованных экситонов, Прямым подтверждением этого положения яви­лось наблюдение резонансного с собственным поглощением свечения свободных экситонов, сосуществующего со свечением автолокализованных экситонов (§3.1). Антибатные температурные зависимости этих Двух видов собственного свечения, приведенные на (рис 2.5) для NaJ, демонстрируют наличие активационного барьера при автоло­кализации экситонов [12] .На рис. 2.6 приведена энергетическая диа­грамма, иллюстрирующая возможность сосуществования свободных и ав-толокализованных экситонов в ионных кристаллах .

Здесь по оси ординат отложена энергия системы,а по оси абсцисс - параметр Q,характеризующий локальную деформацию кристаллической решетки.При поглощении света в экситонной полосе кристалл переходит из основ­ного состояния (1) в состояние со сво­бодными экситонами (2), на дно экситон-ной зоны. Для автолокализации экситонов, если даже она энергетически выгодна, нужна некоторая деформация решетки.

Если за счет тепловой флуктуации преодолеть активационный барьер необходимый для такой деформации, то свободный экситон может перейти в энергетически более выгодное автолокализованное состояние ().

Возможны и туннельные темпера­турно независимые переходы свободных экситонов в автолокализованное состояние. Им соответствует от­сутствие полного замораживания све­чения автолокализованных зкситонов при предельно низких температурах.

Движение автолокализованного экситона описывается как термоакти-вировпнный прыжковый процесс (прыж­ковая диффузия). Вероятность этого процесса растет экспотенциально при увеличении температуры. Прыжковая

диффузия экситонов эффективно проявляется при температуре выше 110 К в KJ, 175 К в Kbr и 210 К в KCl.

В последнее время получены экспериментальные данные, указыва­ющие на возможность существования одногалоидных автолокалиоован-ных экситоноа (см.: [20], c.121).

3. Механизмы создания радиационных дефектов в кристаллах [21,23,32-40]

Как отмечалось в §1.1, сперхравновесные концентрации точечных дефектов в кристаллах можно создать путем облучения их квантами электромагнитного излучения или частицами достаточно больших энер­гий. Возникающие при этом дефекты кристаллической структуры называют радиационными дефектами. Они во многом определяют физические свойства кристаллов.

Главный интерес к практическому использованию радиационных дефектов твердых тел в настоящее время сосредоточен в основном на следупщих трех направлениях. Во-первых, использование генерации радиационных дефектов для сознательного изменения свойств твердых тел в выгодном для техники направлении (радиационное материалове­дение). Во-вторых, борьба с вредными изменениями свойств твердых тел, эксплуатируемых в условиях сильного облучения ионизирующими излучениями (в ядерных реакторах, ускорителях, космосе и т.д.). В-третьих, ^пользование радиационных дефектов для записи и хране ния информации в твердых телах (дозиметры, ячейки пам^ги).

Эффективное решение этих практических задач требует выяснения механизмов создания и закономерностей поведения радиационных де­фектов в твердых телах.

Кроме того, облучая твердые тела ионизирующей радиацией, мож­но создавать условия для твердого тела, очень далекие от термодинамически равновесных. Изучение ионных и электронных процессов в твердом теле в этих условиях представляет большой самостоятельный интерес.