Динамика электронных возбуждений систем с многоямным адиабатическим потенциалом в диэлектрических матрицах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

НАЦЮНАЛЬНА АКАДЕМШ НАУК УКРА1НИ 1НСТИТУТ МОНОКРИСТАЛ1В

ДИНАМ1КА ЕЛЕКТРОННИХ ЗБУДЖЕНЬ СИСТЕМ 3 БАГАТОЯМНИМ АД1АБАТИЧНИМ ПОТЕНЦ1АЛОМ У Д1ЕЛЕКТРИЧНИХ МАТРИЦЯХ

01.04.10 - "ф1зика нагнвпров1дник)в та .аделектрикш"

Автореферат дисертацп на здобуття наукового ступеня

О

УДК 538.915 538.958

МАЛЮК1Н ЮР1Й В1КТОРОВИЧ

доктора ф1зико-математичних наук.

ХАРК1В-1997

Дисертацш е рукописом

Робота виконона в НТК "1нститут монокристамв" HAH Украши

Науковий консультант: Доктор ф1з.-мат. наук, проф.,

академж HAH Украши Семиноженко В.П.

Офщшш опоненти:

Доктор ф]з.-мат. наук, проф. Милославський Володимир Константинович, ХДУ, м.Харкдв, зав!дувач кафедрою.

Доктор ф1з.-мат. наук, проф. Тихонов бвгенш Олександрович 1нститут ф1зики HAH Украини, г.Кшв, пров1дний науковий cniBpoöiT-ник.

Доктор ф1з.-мат. наук Авдеенко Анатолий Антонович

НТК "1нститут низькиХ температур" HAH Украши, м.Харив,

проводит науковий сшвробшшк.

Пров ¡дна установа: 1нституг натвпров1дник1в HAH Украши

м.Кюв.

Захист тодбудеться—- 1997 р. в _чаав

на засяданш специамзовано! ради Д.02.11.01 при Гнституи монокристалл в HAH Украши (310001, Харив, пр. Лешна 60). 3 дисертациею можна познайомитись в б1блк>тещ 1нституту монокри-сталав HAH Украши, м.Харюв, пр.Ленша,60. Автореферат роз1сланий

Вчений секретар сиециамзовано! вчено1 ради кандидат техтчних наук W^'Y/l'UQ Атрощенко A.B.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальнмггь теми та ступшь досл{дження тематики дисертацп У тепершшш час дДелоктричш матер1али р1зпо1 будови (кристалл, скло, псшмери) знаходять шнроке застосування у квантовш електрошщ, оптоелектрошц!, сциштыящйнш теяпц!, надпотужних системах зберйан-ня I обробки шформацй, фотографи, пристроях акумуляцй соиячно'1 енергп \ т.ь, а також вЩграють вянятково важливу роль у створенш нау-коемних технолога! та приладив нового поколшня. В окремий клас можна виуилити специально леговат д1електричш матрищ, в котрих використо-вуються електронт переходи в енергетичному спектр! домипкового центру, Поряд з традшцйними дошшковими добавками (р1дк!сноземельш ¡они, юни перевдпих метамв, молекулярш структури), величезний ште-рес, у прикладному аспект!, викликають д1електричш матриц^ що гистять кластерш включения (наноструктур« з мезоскотчними властивостями) рЬгкя будови, Присутгасть осташпх, додае Д1електрнчним материалам ушкальш властивостт 1, зокрема, аномально велику нелшшну сприйнят-ливкть в оптичному д^апазот частот. Повне розумшня ф1зичних власти-востей кластерних, мезоскотчних структур в1дсутне 1 тому 1х доемджен-ня е актуальним.

Кожна конкретна Д1електрична матрнця, у тай чи ¡ншш мф1, неми-нуче буде впливати на ф1зичш властивосп домипкового центру (юну, мо-лекули чи кластерно'1 структури), що безпосередньо вщб'еться на його мжроскотчшй (локальнш) будов1. Розумпшя мисроскотчно! структури ф1зично'1 системи "домипковий центр-далектрична матриця" е надзви-чайно актуальною задачею при створенш адекватних ф1зичних уявлень та розробц1 новйх, перспективных: дк-лектрнчнпх матер1ал1в,

У переважнш ылькостч випадк1в практичного застосування легова-них д1електричних матриць доводиться мати справу з високозбудженими електронними станами домипкового центру з характерними енерпями, що на порядок 1 бшлпе перевищуютъ енерпю коливальних збуджень д!е-лектрнчно! матршр. Така значно невр^вноважена, короткоживуча ф4зич-на система, "домшжовпй центр-дделектрична матриця", потрапляе в основний стан завдяки ряду релаксацшних процеав, пов'язшгах з ви-

промшювальною (фотони) 1 безвипромшювальною (фонони) витратою надлишка энергн. У межах ад!абатичного наближешш, В1дпон1дно до двох гцдсистем, що взаемодпоть, електронно! та ядерно!', безвипромшювальний релаксацшний процес розбивается на дв1 стади. Стад1я чисто електронно!

релаксаци з характерним часовим масштабом 10'15 с, та стадиг електрон-

12

но-коливально! релаксаци з характерним часовим масштабом 10" с. Остання 1 е основним предметом доамдження у дисертацшнш робоп.

На в1дмшу в]д магштодтолышх 1 мультипольних квантових переход, переход, електрона м1ж енергетичними станами домипкового центру, дозволений в електродшольному наближещц, супроводжуеться знач-ною змшою топологи розподдлу електронно! густини 1 порушешшм умов р1вн0ваги М1Ж електронною та ядерною шдсистемами. Тому процес елек-тронно-коливально! релаксаци пов'язаний 31 змшою р1вноважних поло-жень ядер у ф1зичнш систем! "домпдковий центр-дДелектрична матриця". Другий клас релаксацшних процеав пов'язаний з руйнуванням фазово! макроскошчно! когерентносй електронних сташв домппкових цент{лв. На формальному р1вш обидва класи релаксацшних процессе е на сладком лшшно! та квадратично! електронно-коливально! взаемоди.

Велику защкавлешсть, враховуючк малу вивчешсть, викликають дослддження особливостей протжашш релаксацшних процеслп у збудже-ному сташ домшкових центрш, яы пов'язаш ¡з специф1чною взаемодкло у ф1зичнш систем! "домшжовий центр-дделектрична матриця". Отриман-ня детально! юльюсно! шформацц, у цьому випадку, дозволяе сформувати найбилш повш уявлення про мшроструктуру дом1шкового центру.

Один з можливих прояв1в специф1чно! взаемоди у ф1зичнш систем "домппковий центр-дДелектрична матриця", пов'язаний з наявшстю у домипкового центру дискретного або кваз1безперервного енергетичного спектру м1жмолекулярного (межатомного) походження. Цей спектр може бути асоцшований ¡з неекв!валентними положення>ш домипкового центру або Його фрагмеьтв (у випадку молекулярних структур чи кластер1в) в межах вузла локалхзаца. 1_Ц положения в1дпов1да1оть разним значениям електрошш! енерги, роздДленим потенщальними бар'ерами, як в основному, так 1 в збудженому стан! домхшкового центру. В загальному випад-

ку це описуеться багатоямшш ад1абатичшш потешралом. Найбш>ш важ-ливий момент, в цьому розгляд!, пов'язаний з наявшстю переход1в м!ж енергетичними станами у спектр1 м1жмолекулярно! природи за час )слу-вання електрошшх збуджень домшжового центру. Наявшсть таких кван-тових переход1в надае процесу енергетично! 1 фазово! релаксаци збудже-них електронних сташв домнпков1х центров иевш характерш риси. Не-зважаючи на велике розмшття можливих проявлень специфично) взасмоди у ф1зичшй систем! "домипковий центр-дДелектрична матриця" найб1лып повний та адекватний опис тако! системи можна зробити у межах модем багатоямного адабатичного потенщалу. Враховуючи неве-лике значения висоти потенщальних барьер1в (в1д одиниць до сотен см'!) у багатоямному адДабатичному потенцкш м1жмолекулярного походження, для найб1льш повного виявлення особливостей протщання релаксацшних процеав, що з ним пов'язаш, необх^дне поеднання методш пжосекундно! лазернс! спектроскопа з техткою низьких температур.

Багатоямшш ад1абати,ппш потенщал у фДзичшй систем! "дом1шковнй центр-дДелектринна матриця", окр1м ведомого випадку аморфних матер1аллп, може виникати в низькосиметричних кристалах з домппкою рДдюсноземельних юшв та молекул. Загальним для обох ви-падив е достатньо слабка електрон-фононна взасмодДя, яка описуеться деформацшшш потешцалом, та значна ашзотрошя фДзичних власти-востей кристала. Таким чином, в дДелектричних матрицях р1зно! природи (кристалл, скло) ф!зичш властивосп дошгаковмх центрДв можуть бути описаш в рамках достатньо загальних тдходДв.

Треба вДдзначити , що гальгасть експериментальних робп1, викона-них в галуз1 гпкосекуттдтго! спектроскопа дошшковнх центр1в в твер-дот1льних д]електричних матрицях, у поеднант з низькими температурами, невелика ! Дснуе необхДдшсть розширення кола таких експеримегтв.

Виходячи з науково! значущосп вивчення надшвидких релаксацшних процост в збудженому сташ домнпкових центров в дДелектричних матрицях рпно! будови, та практично! важливостД отримання детально! юльюсно! шформаци, що характеризуе щ процеси, була розпочата ця робота ! сформульоваш п основш завдання.

Мета роботи та основт завдання дослцукення

Вивчешм загалышх закономерностей протыкания фотостимульова-них релаксацшних процейв на електронних переходах дошшкових систем рйно! будови, збуджений стаи яких характеризуемся багатоямним ад!абатичним потежралом, зумовленим специфиною взаемодкю у ф1зичн!й систем! "домшжовий центр-д!електрична матридя", отримання детально! к1льюсно1 шформацц про спектральш, часов! 1 фазоВ1 характеристики релаксацшних процеслв.

Конкретними завданнями у процест. виконання роботи буди:

1. Розробка 1 створення високостабшлих ткосекундних лазерних комнлекив на основ! лазерних систем з активною синхрошзагцею по-вздовжних мод, та систем реестраци з комп'ютерним керувашшм 1 нако-пиченням екснериментальних даних,

2. Досд1Джешм низькотемпературних особливостей формування люмшесцентного стану квазьШ молекулярних ланцюжюв обмежено! до-вжини (наноструктур з мезоскошчними властивостями) у дделектричних матрицях, що склуються, рхзного складу з метою з'ясування умов прояву поляронних ефекто в динамдц екситонних збуджень молекулярних лан-ЦЮЖК1В та ступеня впливу на них структури дделектрично! матрица

3. Досл1дження особливостей релаксацп електронних збуджень домнпкових центр1в р1зно1 будови в низькосиметричних кристалечних матрицях з мультиплетною структурою оптичних спектров, що зумовлена специф1чною взаемод1ею у фвичнш систем! "домнпковий центр-кристал", встановлення загальних ф1зичних закономерностей прояву ба-гатоямностг ад1абатичного потенщалу в оптичних спектрах, кшетиках згасання свтння 1 дефазуванш оптичних переходов домкпкових центр1в.

Методи досл^ження

Экспериментальш результата, наведеш в дисертацшшй робой, от-римаш з використанням метод1в ннзькотемпературно! селективно! лазер-но1 сцектроскопи, а також метод1в лазерно! шкосекундно! та когерентно! спектроскопа.

Наукой а новизна дисертацшно? роботи

1. Вперше експериментально показано, що в дюлектричних твер-доттльних матрицях р1зно! будови (оргатчне скло, молекулярт кристали, кристалл скдадннх окиодв), в яких електронно-коливальиа взасмод1я визначена деформацшшш потенщалом, у результат специф1чпо"£ взаемодп в ф1зичнш систем! "домнпковий центр-дюлектрична матриця" може виникати дискретгаш або кваз1безперервний енергетичний спектр електронних сташв домштково! системи, який в^дбиваеться на п оптичних спектрах (велша стоксов! зсуви, мультиплетна структура иештарюсськад природи), шнетищ згасання свтння (немоноекспоненцшний закон зга-сання), а також дефазувант резонансних електронних перехода (томпературний закон Т\ а<1).

2. Виерше експериментально доведено, що динаьпка екситонних збуджень наноструктур (молекулярш ланцюжки обмежено! довжини, яю мають мезоскотчт власгивосп) в дделектричнш матрицу що склуеться, визначаеться, з одного боку, внутрппшми параметрами колективних збуджень наноструктура, а з оттого - в значтй м1р1 залежить в1л, складу д]електрично1 матриц!, яка склуеться, поляронний ефект ведграе ключову роль у формуванш люмшесцюючого стану молекулярних ланцюжюв пижче дна екситонно! зони.

3. Вперше показано, що термостимум,оваш переходи домппкового центру тж неекгмвалентними станами в межах вузла локалазацп у низь-коснметричних кристалах ланцюжково! та площинно! будови на формальному ршш можуть бути описаш у модели багатоямного ад^абатичного потенщалу, встановлена ключова роль двор!вневих систем, багатоямного ад1абатичного потенхцалу в низькотемпературних процесах енергетично! та фазово'х релаксацн електронних збуджень дошшкових центр1в.

4. Вперше отримано ряд часових констант 1 параметров, якг характе-ризують швидкоплинш низькотемпературш одно- 1 бататофоношп релак-сацшш процеси у збудженому стай дошшкових систем з дискретним (кваз1безперервним) спектром >пжмолекулярного (м1жатомного) поход-ження у дделектричних твердоттльних матрицях з електрон-фононною взаемод1ею, яка визначаеться деформации сим потегацалом.

Наукова новизна дисертацшно! роботи базуеться на таких прюри-тетних результатах:

1. Вперше експериментально знайдено та вивчено ефект автоло-кал1зацц екситонних збуджень 1 показано ствшнувашм вичьних 1 автоло-кал1Эованих екситошв в одновиюрних молекулярних ланцюжках обме-жено! довжини (Л-агрегатах хшо-2-монометш щанша в д1електричнш матриц!, що склуеться, диметилформат.йд-вода) з1 строго одновишрним екситонним транспортом, встановлено вплив складу дДелектрично! матриц! на поляронний ефект, У рамках аддабатичного шдходу з анализу екс-периментальних результатов отримано: енерпю Франк-Кондон1всько1 ре-лаксацй, прозор1сть бар'еру автолокал1зац11 екситошв, часовий масштаб релаксацп "гарячого" автолокал13ованого стану.

2. Вперше в одновишрних молекулярних ланцюжках обмежено! довжини (Л-агрегатах хшо-2-монометш щатну в д!електричнш матриц!, що склуеться, диметилформамзд-вода) вивчено процес переносу енергц екситонних збуджень на реальш екситонш уловлювач!, отримано часову константу переносу ! ц температурну залежшсть, визначено фер-стер!вський радДус переносу. Встановлено вплив екситонних уловлювач!в на смути свтння вш>них ! автолокал!зованих екситошв.

3. Вперше дооиджено особливосй протшання низькотемпературних релаксацшних процес!в на електронних переходах домппкових центр!в (молекули тюцодго ! нафтацену) з мультиплетною структурою оптичних спектр!в, зумовлених специф!чною взаемодДею в ф!зичн!й систеш "домппковий центр-кристайчна матриця". Надано пояснения немоноекс-поненфйного свтння молекул ткиндц-о з застосуванням модел! багато-ямного ад!абатичного потешцалу, експериментально встановлено кну-вання дворгвневих систем, пов'язаних з багатоямним ад!абатичним по-тешдалом молекул т'юищто, визначено часову константу мгж'ямно! ре-лаксаци ! и температурну залежшсть.

4. Вперше експериментально виявлено спектралып зсуви та розши-рення компонент мультиплету в роздЪуених у час! спектрах люмшесценци молекул тюшдц-о. Надано пояснения ефекту, що спостер!гаеться, в рамках модел! Андерсона на тдстав! припущення про сильну термоактива-

Ц1Ю квантових переходов домнлково! молекули в межах дискретного енергетичного спектру, зумовленого специф!чною взас.мо,усю в ф1зичтй систем! "домипкопий центр-кристал".

5. Вперше в низькотемпературних оптичних спектрах юна Рг3+ у низькосиметричному кристал! УоБЮд встановлено мультиплетну структуру, що залежить В1Д температури, яка пов'язана з особливостями мшро-скотчно! будови ф13ично! системи "домнпковий цеитр-кристал", встановлено та пояснено немоноекспоненцшну кшетику свшння домнпкових юшв в облас-п переходдв М1Ж штарювськими компонентами мультипле™ 102!3Н4.

6. Вперше в низькосиметричнш кристал!чнш матриц! У25Ю5, дослужено температурну залежтсть амплггуди сигналу двуямпульсно! фотонно! луни на резонансних оптичшгх переходах ¡она Рг3+. Экспериментально виявлено низькотемпературний штервал аномально! змнот ам-плпуди фотонно! луни, пов'язаний з гемттерагурно активованими переходами домпнкобого центру м1ж неекв1валентними положениями в кристальной матриц!.

7. Вперше виявлено аномальну температур ну тралсформацпо спектр|п поглинання юна празеодиму в кристам фториду лантану, яка зумовлеиа змшою величини дшюльних моментов на оптичних переходах мЪк штарювськими компонентами мультиплета 3Р0 , 1 'Н4 ¡она празеодиму.

Основн! науков1 положения. як1 виносяться на захист

1. В квазьШ молекулярних ланцюжках обмежено! довжипи (.1-агрегатах х!но-2-монометш щакша) ¡з строго одновим1рним екситонним транспортом виявлено та дослужено ефект автолокамзацц екситонних збуджень, експериментально доказано можливкть сгивкнування вшлгах I автолокал^зованих екситошв у таких системах, встановлено значний вилив складу д1електр1гшо! матриц! яка м1стить молекулярт ланцюжки, на полярошгий ефект, що спостернаеться.

2. Мжроскотчна модель автолокал!зованого стану екситонних збуджень в квазьШ молекулярних ланцюжках обмежено! довжини (Л-агрегатах хшо-2-монометш ц^аншу в дделектричшй матриц!, що склусться,

диметилформадид-вода), що враховуе особливоси электронно! будови пол1метинових барвншив I ф1зичну взаемодно в систем! "Л-агрегат-д1елсктрична матриця".

3. Ефект гасшня полоси свгаш вмыгих екситонгв у квазЬШ моле-кулярних ланцюжках обмежено! довжини (Л-агрегатах хшо-2-монометш щанша в д!електрнчшй матриц! диметилформам1д-вода) реальними екси-тонними уловлювачами, часова константа захвату екситонних збуджень 1 и температурна залежтсть, котра зумовлена змшою мшроскошчного ме-хан!зму екситонного транспорту. Новий мехашзм падшня штенопиюст) випромншювання полоси свгшшя екситонних уловлювачш, що пов'язаний з втратою рухомост! екситонних збуджень у процесс ¡х авто-локал1заци.

4. Виявлено термостимульоваш переходи в двухршневих системах, пов'язаних з багатоямним ад1абатичним потенщалом молекул тюшднч) в кристалл бензойно! кислоти в умовах нерезонансного збудження лю-мшесцищи.

5. Спектральш зсуви компонент мультиплету в розддлених у часч спектрах люмшесценцн молекул тюшд!го в кристалл бензойно! кислоти, як! зумовлеш термостимульованою рухливштю домшкових молекул, пояснения ефекту, що спостеркаеться, в рамках модем Андерсона про ви-падков1 переходи у дискретному енергетичному спектрь

6. Експериментально дооиджено мультиплетну структуру оптичних спектр1в юли Рг'1 у низькосиметричнш кристамчнш матрицг У25Ю5 з великою ¡зоморфною емшстю, що залежить взд температури, немоноекспо-ненцшну кшетику св1тшня 1 два р^зних мехашзми дефазування елек-тронних збуджень на резонансних оптичних переходах 3Н4(0)-3Р0 1 3Н4(0)-'02 юна празеодиму.

7. Затальш законом!рносп, що в1дбиваються в оптичних спектрах та механизмах протшання релаксацшних пpoцeciв у низькосиметричних кристал1чних 1 аморфних матрицах (як! припускають кнувашга дискретного чи кваз!безперервного енергетичного спектру, що зумовлений спе-циф!чного взаемод1ею в ф!зичнш систем! "домипковий центр-

Д1електрична матриця"), котр! можливо пояснити у рамках модел! багато-ямного адшбггичного потенщалу.

Теоретична та практична ц!нн1сть дано? роботи

Отримат експерименталыи результата досмдження фотостимульо-ваних релаксацшних процеав у збудженому сташ домшшових систем та особливостей протшання цих процес!в, що зумовлега багатоямним адДа-батичним потенщалом, в!дносяться до сучасно! галуз1 физики конденсова-ного стану, яка виникае иа мсж1 дек!лькох напрямк!в 1 бурхливо розви-ваеться, дозволяють значно поглибити Дснующ фундаментальш уявлення в ф!зигц дотшкових центр1в, зформулювати нов! подходи 1 напрямки в досл1Дженнях надшвидких релаксацшних процеав, побудувати та пере-в1рити нов! ф1зичш модел! та гшотези.

В практичному аспект! розвинут! в робот! подходи, створена експе-римснтальна техтка, апробоват експериментальш методики, отримана детальна юльюсна шформащя про часов! спектральш ! фазов! характеристики фотостимульованих релаксацшних процес!в на електрошшх переходах домткових центр!в, а також вДдкри-п нов! властивост! досладжених у робота д!електричних матриць можуть бути використаш при розробщ нових перспективних матер!ал!в з заданими властивостями.

Особистий внесок здобувача

Дисертацшна робота е результатом циклу досл!джень, якш був за-початкований у 1989 рощ за шодативою академика В.П. Семиноженко, та проведений автором разом з його асшрантами 1 ствробггаиками. Автору належать: розробка та створення стабЬльних лазерних систем та систем реестрацц, постановка та формулювання задач, обгрунтування ! виб!р об'екттв досл!дження, проведения експериментсв, анал1з та игтерпретащя отриманих експериментальних результата, створення нових ф!зичних моделей та уявлень, шдготовлення та написания наукових робгг.

Апробац1я роботи

Матер!али дисертаци допов!дались ! обговорювались на конферен-Ц1ях: XI Конференция по межмолекулярному взаимодействию и конфор-мациям молекул, Пущино-на-Оке, Россия, 1993; Межгосударственная

конференция "Сцинтилляторы-93", Харьков, Украина, 1993; Международная конференция по люминесценции, Москва, Россия, 1994; 15-th International Conference on Coherent and Nonlmear Optics & 8-th Laser Optics Conference, St. Petersburg, Russia, 1995; 10-tli International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter, Prague, 1996, VI Международный симпозиум "Фотонное эхо и когерентная спектроскопия" (ФЭКС-97), Йошкар-Ола, 1997.

Публжацп

Основний матер1ал дисертаци воображено в 29 роботах. 3 imx 23 стата в наукових журналах i 6 тез доповхдей на наукових м1жнародних конференщях.

Структура i обсяг дисертацн

Дисертащя складаеться з передмови, 5 роздглш, висновюв та списку лЬератури. Вона Mic-гить 303 сторшку машинописного тексту, включаю чи 67 малюшав, 2 таблищ i 61бл1ограф1ю з 172 найменування.

3MICT РОБОТИ

У передмов1 метиться стисла характеристика напрямку досл1джен-ня, визначене М1сце дооидження серед пппих. Обгрунтована актуалыпсть проведених досмджень та зформульована мета ди с ертацш noi роботи. Приведет положения, яы виносяться на захист.

У першому роздШ "Експериментальна техн1ка та методики досл!дження" описано створеш лазерш комплекси та вим1рювалып си-стеми, яка були використаш для проведения дослзджеш. у дисертацшнш

poöoTi.

Для вим1рювання оптичних cneKTpiB поглинання i люмшесценцй, зразк1в, яи досл1джуються, використовували автоматизований спек-тральний комплекс на 6a3i монохроматора МДР-23. Як джерело безпе-рервного спектру використовувалась лампа розжарювання (Р= 100 Вт) та дейтер^ева лампа. Для збудження люмшесценцй використовувався широкий набф лазерних систем: аргоновий лазер, кваз1безперервний лазер на napi MiAi, кваз1безперервний YAG-лазер, вздповлдш оптичш гармонией основно! частота випромшювання лазерних джерел, а також кваз1безпе-

рервт лазери на оргашчних барвниках, як1 збуджувались лазером на napi MiAi та YAG-лазером. Для точного контролю довжини хвши лазер1в, що перестроюються по частой, в експериментах по селективному збуд-женню люмшесценцп використовувався спектрограф ДФС-452 i зв'язгша з комп'ютером телекамера CCD. Це дозволило одночасно спостерггати спектр поглинання зразка, що дос.мджусться, i лазер!гу лито збудження. Система реестраци спектрдв в експериментах по стацюнаргай спектро-cKonii прадювала в режим1 рахунка фотом в (ФЕП-100). При дос^идженш часових параметры; люмшесденцц використовували: YAG-лазер з активною сипхротзахцего мод i модулящею добротнос-ri, аргоновий лазер з активною синхротзагрею мод та два синхронно збуджуваних лазера на ор гатчних барвниках. Система реестраци свтння працювала в peжимi ко-рельованого у 4aci рахунка фотошв (ФЕП-146, ФЕП-165).

Дат по клнетшр свтння зразка, що досл!джуеться, накошгчувались у пам'ятх багатокапального анамзатора, функцн яхого виконувала частика оперативно! пам'ятт комп'ютера, що керував експериментом.

В експериментах по досллджешпо спектрiB та кинетики згасання свтння, керування приладами i накопичення експериментальних данних здшснювалося за допомогою спещальних електронних трактов у стандарт! КАМАК з'еднаних через штерфейс з персоналышм комп'ютером типу PC/AT. Д\я робота штерфейсу КАМАК використовувались спещально розроблеш програмш засоби.

Для досллдження когерентних вдоугав на резонансних оптичних переходах нами використовувався ексимерний ¡мпульсний лазер i лазер на оргашчних барвниках. Збудження когерентних в1дгуыв здшснювалося в колшеаршй геометрп i для 1х реестраци фотоелектронний помножувач стробувався системою швидкодиочих електрооптичних модуляторов. Накопичення експериментальних результатов, а також керування експериментом здшсгаовалось за допомогою оригшальних модул^в КАМАК та персонального комп'ютера.

У другому розд!л! "Оптичн1 властивост! APMiniKoaix центр1в у д1е-лектричних матрицах" представлено основш положения ад1абатично! теорп люмшесцюючих пол!атомних систем. Надаеться оригшальний огляд

питань про вплив багатоямного аддабатичного потенщалу на особливосэт протзкання релаксацшних процеав на електронних переходах домшжо-вих цеш-piB в д!електричних матрицях. Висловлеш мркування про ме-хашзми виникнення багатоямного ад!абатичного потенщалу у домшгко-вому центр) i визначено класи дделектричних матриць та домпдкових цеш-piB, для яких найбельш часто може зустргчатися така ентуащя.

Третш роздм. "Досл1дження динамши екситонних збуджень в J-агрегатах пол!метинових барвниюв" метиться шформацш про J-агрегати псшметиноБих барвниив та методи ïx отримання, результата експери-ментального доемдження оптичних спектр1в i кинетики евтння екситонних збуджень J-arperaTÎB у широкому штервал! температур при р1зних умовах отримання агрегацп в д1електричних матрицях, що склуються. Надано интерпретацйо отриманих експериментальних результата та ïx пор1вняння з шнуючими Л1тературними даними.

В робой було достиджено J-агрегати 1-мояометш-1-октадецил- 2,2-щанш йод!ду (S120) у дДелектричнш матриц! диметилформам1д (ДМФА)-вода (В), що склуетъся, з Bapiaqieio парщально! частки води Е1Д 1:1 до 1:2. Вар1ац1Я концентрацц води дозволяла плавно змпшти стушнь агрегацп молекул барвника, а також отримати саму агрегацпо за ïx мало! концентрацц. 3 точки зору будови хромофорного угрупування, молекула S120 е повним аналогом bîaomoï молекули псевдо1зоц1аншу (PIC) для яксп отри-мано найповшпшй експериментальний материал.

В обласп низьких температур (Т = 1,5 К) оптична смуга поглинания J-arpera-riB S120 на шввисо-п мала повну ширину 290 см"1, котра практично не залежила В1Д складу д1електрично! матриц!, що склусться. Нами було показано, що низькотемпературний спектральний контур смути поглинання J-arpera-riB е неоднор!дно розширеним. У поршняmri з нашвши-риною смути поглинання мономер!в S120, натвширина смуги J-arperaTiB S120 в чотири рази менше, що пояснюеться ïï ефективним звужувмшям за рахунок руху екситотв шд впливом резонансно! диполь-дипольно! взаемодц. Вцуношення hobhoï ширини смуги поглинання J- агрегаттв на половим висоти до тако! ж для смути поглинання мономер!в надае ощнку

KÎAbKOCTi когерентно зв'язаних молекул в екситонному хвильовому пакет! котра AopiBHioe близько 25 молекул. Пршщипових в]~дргдаонь у форм1, спектральному положенш смути погл1шання J-arperaTÎB S120, в nopiB-нягап. з J-агрегатами PIC, ми не спостерггали. Однак значт особливосп були зареестроваш в спектрах люмшесценцн J-arperaTÎB S120. Так, при високш концентрацц води в дДелектричтй матршц (ДМФА;В= 1:2), що склуеться, спектр свтння J-arperaTÏB S120 був схожий на спектр свтння J-arperaTiB PIC. Однак при пониженш вмгсту води (ДМ ФА: В = 1:1), спектр свтння J-arperaTÏB значно розширювався i на шввисот1 мав ширину 856,3 см"1. В д1електричних матрицях, що склуються, з пром1жгаш

BMicToM води на короткохвильовому краю спектра свтння чпко виявлялась вузька смуга, а в довгохвильовш зош В1Д не! ро-звивався широкий безструктурний спектр. Температурш дослуукення оптичних cneKTpie поглинання та люмишсцешщ J-450 500 550 600 650 700 750 агрегатаз S120 показали, що спектр поглинання залишаеться практично незмшним, а спектр люмшесценци трансформуеться i проходить через характерш стадп (рис.1). Температурш змпги спектру свтння J-arperaTÎB S120 мали зворотний характер.

У низькотемпературнш кшеттр 450 500 550 600 650 700 750

свтння J-arperaTiB S120 було встановлено ü складний немоноекспоненцшний характер (рис.2). Для отримання юлыисно! шформацп експерименталып крит були апроксимован! сумою двох експонент. В в) результата було виявлено, що в спек-

450 500 550 600 650 700 750 тралыпй облает) 100 см'1 , на короткохви-Я, нм.

Рис.1 Температурка трансфор- льовому кршо спектра свтння (рис. 1а),

мащя смуги свтння J-агрега- кй1еТика загаСання свтння описуеться тхв S120: 7

а)Т= 1,5К; б)Т = 80К; в)Т= 150К. практично oAnieio "короткою" експонен-

I, В1Д. од.

тою, з часовою константою 70,0-10" с. По шр1 зрушення точки реестраци кгне-тики по спектру свтння в довгохвильо-ву область, питома вага "коротко!" екс-поненти падала ! и часова константа зростала. Одночасно з цим питома вага "довго!" експоненти нарощувалася, але сама часова, константа, яка характери-

270 290 310 330 Номер каналу (1кан. = 98псек) 3УС Цю експоненту, практично не мшя-

Рис.2 Юнетика згасання свтння лась ; ДОр1внювала 2,0-10"9 С. При зро-Л-агрегат Б120 при Т=1.5К у

р1зних спектралышх точках рее- станш густшш штенсивносп лазерних страцн: а) 580нм; б) бООнм; . . , , „ю , , 2 >

в) 640нм; г) 560нм (смуга моно- 1ШГУЛЬСШ НО Фот/™ с)' Па КОРОТ-меру). кохвильовому краю спектру люмшес-

ценцц Л-агрегат1в, можно було сиостерхгати скорочення юнетики свтння, що зумовлено ефектом екситон-екситонно! шштляцц рухливих збудженъ.

Спектри свтння Л-агрегатгв 8120, розддлеш в час!, показали, що на коротких часах реестраци (10"ю с) спектр люмшесценцп мае вигляд вузь-ко1, короткохвильово! смуги (рис.3). Часовни зсув та розширення часового впсна реестраци спектра свтння, приводило до розширення смуги та зсуву Г! максимуму у довгохвильову частицу спектра (рис.3).

Для подальнюго уточнения природи широко! смути в спектр1 лю-мшесценцц Л-агрега-пв Я120 в робел було отримано Л-агрегати Я120, яы мютягь реальт уловлювач! екситонних збудженъ, на котр! спостер!галось

ефективне перенесешю енергн. Максимум смуги свтння екситонних уло-влюва41в та и форма !з зм!ною темпе-ратури не змшювались. Окр1м того, юнетика свтння в смузх уловлювач1в не залежала В1Д спектрально! точки реестраци. В першому наближешн, кшетику свтння екситонних уловлю-вач!в в Л-агрегатах 5120, можна описа-ти за допомогою кшетичних р1внянь:

500

600

700

800 X., нм.

Рис.3 Спектри свтння Л-агрегапв, що розпоД1лет у часг. а) (0-0.1)нс; б) (1.5-3.5)нс; в) (3.5-4.5)нс.

де п((:)-заселешсть екситонно! зоош, N(I) -заселе1псть уловлювач1в, к'^-константа згасання свтння екситошв, к1гг -константа згасання свтння уловлювачов, к( -константа захвату экситошв;

Однак задов1льно1 апроксимаци експериментальних кривих, за до-помогою вар1ацп парамегр1в в систем (1), досяпгуш не вдалося. Вико-ристовування константа захвату екситошв, яка залежить вод часу за законом 1~1п, що спостер1гаеться у системах з оддювтпрним екситонним транспортом, також не дало покрагцення в апроксимаци експериментальних кривих свтння уловлювачш. Незважаючи на це, у наближенш системи ров нянь (1), було отримано константу захвату екситонов на уло-влюпаш, котра дор1в1повала 3,7-10" с1 при Т=1,5К 1 2,6-10" с"1 при Т=300 К. Змша к, пов'язана !з змшою когерентно! природи екситонного транспорту,

В робот! наведено оцшку феноменолопчних параметров, що харак-теризують лшшну екситон-фононну взаемодно у Л-агрегатах 5120:

Л=2-ЕРС/Дех 1 Х= 4-ЕРС-шрЬ/(ЛС1)2 (2)

де ЕРС-енерпя Франк-Кондогавсько! релаксацп, а)рЬ-характерна частота фоношв (50 см"1), Дет-ширина екситонно! зони.

Л-характеризуе лиайну екситон-фононну взаемодцо, а А.-кшетичт властивост! екситошв. В найбь\ьш загальному випадку, в1дпов1дно до спектру свтння, який наведено на рис.1в, отримано три пари пара-метрш: А11' = 1 1 Х(1) = 0,08; Л(2) = 3,13 1 Хр> = 0,24; Л(3) = 4,7 1 Х(3) = 0,4. Умова автолокаллзацц екситошв (Л>1) добре виконувалася тальки для двох дов-гохвильових максимумов (рис.1,в), однак екситони е легкими.

Виходячи з аналозу отриманих експериментальних результатов та галыисно! ощнки параметров Л о ^ у робой зроблено висновок, що корот-кохвильовий максимум в спектр! люмшесценци (рис.1) водноситься до свтння в1льних екситошв, а широкосмугова люмзнесценгря, яка приед-нуеться до цього максимуму з довгохвильово! сторони, формуеться свтнням автолокалозованих екситошв, Це значить, що стаош В1льних !

автолокамзованих екситошв розд1леш бар'ером автолокалазацц, про-зоркть якого залежить bía температури i концентрацц води в дделек-тричнш матриц!, що склуеться. Складний часовий закон кшетики свпшня (рис.2) i спектри свтння, роздшэш у 4aci (рис.3) вказують на незавершешсть процесу релаксацй в нерншоважних тдсистемах екситошв та ядер. Таким чином, процес автолокамзацй екситошв можна представити за схемою багатоямного аддабатичного потенщалу, який наведено на рис.4. У B¡AnoBÍAHocTÍ до рис.4, шдвищення температури зраз-ка, що достйджуеться, приводить до прискорення безвипромшювально! релаксацй на ддляшц ABC криво! ад1абатичного потенщалу, i тому настае

момент, коли в спектрх люмшес-ценцп при визначенш температур! можна cnocTepiraxn два максимуми (рис. 16). Подальше шдвищення тем-ператури приводить до актив аци безвипромшювально! релаксацй на ддлянщ CDF (рис.4), i тому можливо

R

st спостереження трьох максимумш в cneKTpi свтння J-arperaTÍB SI 20

Рис.4 Структура адДабатичного потен- (Рис-^в)-

щалу J-arperará SI20. Але з шшого боку, для квазь

1D систем бар'ер автолокал!зацц повинен бути в1дсутшм, в1дпов!дно з ад!абатичною Teopieio автолокал1заци екситошв. Протир1ччя, яке виник-ло, розв'язуеться, якщо розглядати розширену ф1зич!гу систему "J-агрегат-д1електрична матриця", у котрж J-агрегат вже не е квазЬШ системою.

У четвертш глав1 "Аюмшесценгна динамша молекулярних дом!шкових центр1в з багатоямним ад1абатичним потенц!алом" наведено экспериментальт результата досл^джень оптичних спектр1в поглинашш та люмшесценцц, спектргв люмшесценцп при селективному збудженш, кшетики свтшш i cneKTpiB, розди\ених у 4aci, молекул тюшдп'о в кри-стал! бензойно! кислота та молекул нафтацену в кристаы паратерфешлу.

Адекватний опис особливостей, що спостерггались у спектрах та кшетищ свтння дом1шкових молекул тюгндно 1 нафтацену проведено в межах модел! багатоямного ад1абатичного потенциалу.

Низькотемпературний оптичний спектр поглинання молекул нафтацену в пристал! паратерфешлу мав чггко виражену, 1дентифжовану ко-ливальну структуру. Юльккть спектральних лшш у спектр! люмшесценци молекул нафтацену була биыпе, шж у спектр! поглинання, 1 залежала в1д способу збудження. Така р1зниця пояснюеться мультиплетною структурою лшш у спектр! свтння. Фактично спектр люмшесценци молекул нафтацену в кристал1 паратерфешлу складався з трьох ¿дентичиих спектр!В, що зсунуп один В1дносно одного. Частотш штервали, що роздмяють сиектральш компоненти в мультиплетах, становили 118,2 см"1 та 203 см'1. Кшетика свтння молекул нафтацена в кожшй компонент мультсгалета, незалежно в!д способу збудження люмшесценци, завжди залишалась одноекспоненщйною. Однак часова константа, що характе-ризувала моноекспонетщшне згасання свтння в окремш компонент!

мультиплету, була меншою для високо-частотно! компоненти по ввдюшишю до константи, що характеризувала згасання св1тшня низькочастотно! компоненти.

Оптичш спектри поглинання та люмшесценци молекул тюпгдгго в кри-стал1 бензойно! кислоти при Т=1,5 К та-

566 563 570 А, ям кож малИ Ч1ТКУ коливальну структуру.

Рис,5 Фрагмент спектру свтння На в!дм!ну В1д спектр!в молекул нафта-молекул тюендиго, що формуеть-

ся за участю внутр!шньомолеку- Чена У кристал! паратерфен1лу ! спектр лярного коливання 233см:1 поглинання ! спектр люмшесценци моле-

кул тшшдп-о у кристал! бензойно! кислоти складаеться з чотирьох иен-тичних спектр1в А, В, С ! О, зеунутих один в^дносно одного (рис.5). В!дносна штенсившсть спектральних лшш у цих спектрах була р!зною.

При реестрацп кшетики свтння в А 1 В компонентах мультиплета (рис.6), при неселективному збудженю. люмшесценцн, було виявлено, що кшетика свтння в кожнш компонент! мультиплета мае двоекспоненцш-ний характер. Ця оеобливилъ зберналась як для чисто електронного переходу, так 1 уах вгбронних повтор1в. Експонента з бъчыпою часовою константою, яка дортшопала 11,010"9 с, характе-ризувала також одноекспоненцшне свтння молекул тюшд^го коли зникав структурний спектр. Експонента з малою часовою константою, що дорпнпопала 1,5-10"9 с, була присутня в кшетищ

Рис.6 Кшетика згасання свтння свтння лише в штервам низьких темпе-

молекул тюшдиго при Т= 1.5К: 1,5-14 К. Кр!м того, при селек-

А - резонансна збудження;

Л,В- псрезоианснс збудження. тивному збудженш люмшесценцн, в межах чисто електронного переходу молекул пощадго, кшетика свтння у високочастотнш компонент! мультиплета ставала одноекспоненцшною (рис.6) з часовою константою 1,5-10"9 с.

Досмдження роздтлених у часа спектр ¡в свтння молекул тюшдно в кристал1 бензойно! кислота при Т= 1,5 К в умовах неселективного збудження люмшесценцн показали, що при скороченш часового В1др!зка реестрацп спектра до 0,2-10"9 с штенсивносп компонент мультиплета вир!внюються. На б1лъш коротких вздр^зках часу 0,1-10"9 с спектральний !нтервал м1ж компонентами мультиплета скорочувався, а сам! компонента значно розширювались ! зливались в одну широку смуту.

Взатал!, мультиплетна структура оптичних спектр1в оргашчних молекул, що мают невироджеш електронн! стани, с вломим явшцем у низькотемпературнш спектроскопа. Але вказати точно, мшроскошчний механизм виникнення мультиплетно! структури в спектр! т1е! чи щшо! ор-гашчно"! молекули, практично не вдаеться. У цьому розумшш молекула тюшдгго в кристал! бензойно! кислоти е виключешмм. Для не! мультиплетна структура в оптичних спектрах виникае за рахунок збурюючо! взаемодп двох димер!в бензойно! кислоти, м!ж якими в одшй кристамч-

шй площши розмнцуеться домшкова молекула -rioiHAiro, Збурешш вини-

кас за рахунок руху протошв у димер), який виводить з нлощини ix бен-

зольт юльця. Не виключасться також утворетш водневого зв'язку з

киснем молскули бензойно!' кислота.

На формальному piBHi, мультиплетну структуру оптичних спектр1в

домппкових молекул, що дооаджувались, можна ош!сати в межах багато-

ямного адДабатичного нотешцалу. Для молекул нафтацену адДабатичтш

потенциал е трьох'ямним ильки у збудженому Si-crani. Що стосусться до

мультнплетно! структури в спектр! поглинання i люмшесценцп молекул

TioiTi,\iro в кристам бензойно! кислота, !х ад!абатичний потенщал е чоти-

рьох'ямшш i в основному S0 i в збудженому St стань Bei чотири компо-

нентя мультиплета (рис.5) вшшкають в результат! евтши з кожно! ями

адабатичного потенщалу i спектрально розд1леш.

Для обох домйпкових молекул, що дослзджувались, втгутршгаьомо-

лекулярш коливальш збуджегпгя мають частота набагато 6L\buii шж се-редш TenAOBi eneprii зумовлен! температурами, яю були використаш в експериментах. Тому релакеащя електронних збуджень AOMimKOBiix цмпрт в^бувалась т1\ьки r-пж нульовими коливалышми ршшши молекул. Тобто, релакеащя стосуеться лише двор1вневих систем, з ix багато-ямним адхабатичним потенщалом. В такому раз!, для анал1зу експеримен-тальних кривих згасання евтння двох високочастотних компонент муль-типлету, i в cneKTpi евтння молекул тюшдйо i в спектр! евтння молекул нафтацену було, використано систему юнетичтшх р^внянь: пА=-(к+к1)пА+к2пв пв=-(к+к2)пв+к1пА де k-описуе радгацшне затухашш; к, и к2 описують прям! та зво-ротт переходи м1ж спектральними компонентами Л i В, що в!дпов1дае м1ж"ямшй релаксацй в модел1 багатоямного ад1абатичного потенщалу.

Загальне вир1шення системи (3) показуе, що кшетика евтння буде двоекспоненцшною лише при умов! k2^0. Тобто, двоекспоненцшна шне-тика евтння, що спостерпаеться в експерименть в1дображае процес термоактивацй двор1внево! системи, що зв'язана з багатоямгшм ад1аба-

тичним нотенщалом молекули тющадго. Ок{нм того процес термоакти-ваци при Т= 1,5 К протщас за рахунок тепла, яке виддляеться в областа локаизаци домппкового центра в результат! безвипромшювально! релак-саци лишка енерги при неселективному збудженш люмшесценцц. 3 анал1зу юнетики свтння молекул тюшдш) при р1зних способах И збуд-ження та даних 1з спектр1в поглинання 1 люмшесценцп в робой наведено оцшку температуры локального розцр!ву в област1 локалДзацп домшпсово! молекули ■пошдп'о, що становить близько 50 К.

Моноекспоненцшний часовий закон кшетики випромшювання молекул нафтацену в кристалл паратерфегалу св1дчить про те, що термоак-тиващя дворшневих систем, IX багатоямного аддабатичного потенщалу В1дсупм. Кзниця часових констант, що характеризують кшетику згасан-ня свтння у компонентах мультиплету, зумовлена лише безпосередшми квантовими переходами 1з верхньо! ями аддабатичного потешцалу до нижшх.

Враховуючи роз1гр1в протонно! гадсистеми в фДзичнш систем! "домппкова молекула ткшщго-найближч! дДмери бензойно! кислоти" можна вважати, що на коротких В1др!зках часу по в!дношенню до лазерного ¡мпульсу збудження люмшесцешщ, частота випадкових иерескокш м1ж спектральними компонентами мультиплета може бути достатньо великою в зршнянга з частотним штервалом М1Ж самими компонентами. У такому випадку, врахувати вплив частота перескоюв на форму спектра можна в рамках стахостично! модел! Андерсона. Спектр системи з чоти-рьох частот, мьж якими можлив1 випадков1 перескоки, описуеться вира-зом:

(4)

де IV-вектор, компонента якого в1Дображають в1ропдтсть перебу-вання системи в визначеному енергетичному сташ; 1-одиничний вектор; о„-резонансна частота компонент мультиплета; ап -враховуе кшцеву ши-

рину спектральних лшт; Qn .„-шропдшсть переходов Mi ж в!дпов1дними компонентам! мультиилета; 5П „,-символ Кронекера; i-уявна одишщя.

Чисельне моделювшшя, при врахуванш лише тунельних иереходт мiж ямами ад1абатичпого потешцалу, яюсно omicye поведшку розд1лених у 4aci спектрîb свтння молекул TioiiiAiro. Для б1льт детального ылыйсно-го сгавставлешш нсобхедно врахувати вклад других мехатзм1в релаксацп. При великих Т в Ппш потр1бно врахувати внесок двофононних процесгв, а також надбар'срт переходи.

На тдстав1 отриманих експериментальних результатов для двох домшшових кристшив робиться висновок про наявгасть в кристал1 бензойно! кислота термоактивованих збуджень двор1вневих систем, що зв'язаш з багатоямним адаабатичшш потенциалом молекул тюшддго, i про те, що ABopiBHeBi системи можуть вуцгравати принципову роль в низько-температурних релаксахцйних процесах лише за умови ïx низько! enepriï активацц в пор!внянш з дебаевською enepricio для конкретно! кристально!' структури. Значна тсрмоактиващя двор1вневих систем, у випадку молекул ткшвдго, викликас трансформащю мультиплетно! структури в спектрах свтння разд!лених в 4aci, що е оптичним аналогом ефекту "narrowing by motion".

У п'ятш глав! "Особливосп фазово! релаксапн електрошшх_збуд-жень домипкових центр1в в низькосиметричних кристалах складних ок-сид]в" наведено результата експериментального досл!дження оппгших cneKTpiB i кшетик свтння р1дкоземельного юна Рг3+ в кристамчних мат-р!щях Y2Si05, Gd2Si05, LaF3, результата досмджень температурно! залеж-hoctî ihtehcubhocti сигналу дво^мттульсно! фотонно! луш! на резонансних оптичних переходах 'd2-3H4 та 3Р0-3Н4 юна Рг3+.

Незважаючи на pi3Hy будову домипкових молекул5фНИХ кристамв, що досмджувались у гл.4, та кристамв складних оксид1в Y2SiOs: Pr3+ i Gd2Si05: Рг3+ вони мають певш загальш властивосп. Осташп пов'язаш з тим, що згадага кристал!чш матриц! достатьньо низькосиметричш i мають однаков1 кристалографгпп мотиви - атомш (молекулярш) шари та атомш (молекулярш) ланцюги. Тобто в цих кристал!чних матрицях спо-

стерц-аеться сильна ашзотротя !х ф1зичних властивостей, що сприяе ви-никненню неекв1валенпшх положень домшхкового центру.

Оггпгчш спектри юна Рг3+ формуються в результат! переходов все-редиш незаповнено) ¡Е-оболонки. Через те, що кристалочне поле мало впливае на екрановаш Г-електрони, енергетичщ р1вш ^оболонки кла-сифгковано в наближенш ЬБ-зв язку. Але, не дивлячись на це, в кристалл чних структурах, що досл1джувдлись, оптичщ спектри юна Рг3+ все-таки мали деякд особливоеп. У кристало У25Ю5:Рг3+ виявлено залежну вод температури мультиплетну структуру оптичних спектр!в нештаршвського походження, яка зв'язана з особливостями входження домнпкового юну. Подобна мультиплетна структура оптичних спектров спостерггалась 1 в кристалл Сс!25105.'Рг3^, але "й наявтсть в од температури не залежала. Спектральш зсуви компонент мультиплету, що залежали вод температури, у кристало У25Ю5:Рг3+ були рознимн для переход1в !02-3Н4 1 3Р0-3Н4. Для переходу 3Р0-3Н4, що складався з одно ко лит, частотний штервал мож компонентами мультиплету становив 93,7 см"1. Детальне дослздження спектрального контура переходу 3Р0-3Н4(0) при Т = 6 К показало, що вш скла-даеться з двох лшш (частотшш штервал м1ж ними становив 8,1 см'1), яю зб1гаютъся при незначному гадвищенш температури.

Кшетика свтння юшв празеодиму в кристам У25Ю5:Рг3+ мала ряд особливостей. На переходах 3Р0-3Н4 у штервало температур 6+80 К кше-тика свтння мала моноекспонешцйний характер. Обмеження спектрально! техники, що використовувалась, не дозволили зарееструвати кшетику окремо у кожнш компонент! мультиплету, що роздолсоп частот -ним !нтервалом 8,1 см"1. Але в областо перехо/ув м!ж штаривськими компонентами мультиплета ]02 ! 3Н4, коли середня теплова енергш фонон1в сшвпадала з величиною мультиплетного розщеплення нештаркхвського походження, кшетика свтння мала склад! шй немоноекспоненцшний характер (рис.7).

О 100 200 300

Номер каналу (1кан. = 0.4мкс) Рис.7 Кшетика згасання свтння гошв празеодиму на переход! 'С^-3!-^ У кристал! У25105. Перший тип центру: а) Т=80К; б) Т = 300К.

Другий тип центру: а) Т = 80К; б) Т = 300К.

В робот! дослужено температурну залежшсть штепсивносп сигналу дво1м-пульсно! фотонно! луни на резонансних переходах 'о/'Нд 1 3Р0-3Н4 ¡она Рг3+ в кристалДчшй матриц! У2ЯЮ5. Темпера-туршга Х1Д експериментальних залежно-стей для двох резонансних ш>рсход!в був одептичним. Але в пор!внянн! з темпера-турним спадом штенсивноеп двоомпултх-но! фотошто! луни в кристалл в!дм!чено особливосп. По-перше, темпе-ратурний д!апазон !снування фотошто! луни в кристал! У25Ю5:Рг3+ був в два ра-

зи больший, тж в ЬаГ3:Рг + при таких же

умовах. По-друге, на експерпменталыйй крив!й, яка отримана для кри-

стала УЯО,:Ргн спострр!гали сл. два ха-

рактерш участки з р!зними нахилами

(рис.8). В межах 9^-18 К нахил в!дпов1дав

штаривському розщеплетпо М1Ж Н4(0) та

3Н4(89) компонентами мультиплета 3Н4,

який було отримано Ь спектр!в поглинан-

ня при р!зшй температур!. Задов!льну 0.04 0.08 0.12 1/Т, 1/К

Рис.8 'Гемпературна залежшсть апроксимаццо експерименталъно! залеж-

сигнолу фотонно! луни на резо- . „ , 0 „ _

' 4 * 1 носи в межах 9 И 8 К було досягнуто з ви-

нансних оптичних переходах 1

¡ону празеодиму. користанням стввгдношення для однорэд-

ного розширення резонансних оптичних переход1в у кристалах:

(5)

У (Т) ~ У с, )+Уе <щ>( ~)

Ае Тд I уе-нашвширина штарывських п!др!вшв, найближчих до резонансного переходу; Уа ! \'е- частоти штарювских розщеплень.

У в1Диов!дност1 з величиною штартавського розщеплення в кристаи У2ЗЮ5:Рг3+ в (5) розглядався лише перший додаток, при цьому у,, = 9.4-Ю10 сек'1, що практично в три рази менше, гаж в кристал! ЬаР3:Рг3+. Послаб-

лення електрон-фононно! взаемодн ¡она Рг3+ в кристай У2ЗЮ5| в пор1в-нянш з кристалом ЬаР3, пов'язане з ашзотротею пружно! взаемодн, що викликае зненшення деформацшного потенщалу.

Пояснити наявгпсть низькотемпературно! ддлянки 6-ИЗК на експе-риментальшй кривш спаду штенсивнос-п фотонно1 луни, в межах розгля-ду прямих фононних процеав дефазування на шдр!внях мультиплетного розщеплення юна Рг3+, не вдалось. Включения в розгляд б1льш високое-нергетичних пггаргавських компонент також не покращуе опису експе-рименталышх залежностей в межах температур 6-г13 К.

Температурно-залежна мультиплетна структура оптичних спектр1в, немоноекспоненцшна кшетика свтння 1 особливосп дефазування елек-тронних переходов юну празеодиму в кристалл У25Ю5 е насуидком темпе-ратурно активовшшх переход1в ¡она празеодиму м!ж неекв1валентними положениями в межах вузла локаызацн в кристамчнш структур^ яш онисуються багатоямним ад^абатичним потенциалом за аналопею з домипковими молекулами ткинд1Го та нафтацена. Ц1 неекв1валентт положения мають р1зну енергио активацн 1 тому впливають на ф^зичт характеристики домкпкового центру в р1зних температурних штервалах.

Двоекспоненцшний часовий закон згасання свтння ¡ошв празеодиму при Т=80К, в обласи переход1в 1В2-3Н4(0), пов'язаний з термоак-тиващею переход1в ¡она празеодиму М1Ж неекв1валентними положениями, що чггко в1дбивають-ся у спектрах поглинання I мають енергн активацп десятки см"1. Але щ переходи не можуть виливати на дефазування електронних збуджень у температурному

празеодиму у кристалл УайЮд:

а) теоретична крива, що враховуе (5); штервам 6+13 К. Найбшьш акту-

б) теоретична крива, що враховуе (5) . I (6) ■ » ] \ / адьними ^дя цього штервалу температур будуть термоактивоваш

6 8 10 12 14 16 Т, К Рис.9 Однородна ширина спектраль-

переходи, ям гидбиватотъся на структур! контура спектральних лшш, та мають енерги активацп близько 8,1 см'1. 3 врахуванням цих переход)в температурив залежшсть однор1дно! тпириии резонансного оптичного переходу, в додаток до (5), визначасться виразом:

у (Т)=уз}1-1(А/Т) (б)

де у-нашвширина р1вшв у двор1вневш систем!; Д- енергтя активацй двор!внево! системи.

Врахування (6), разом з сшвв1днотенням (5), дае задовхльну (рис.9) апроксимацпо експерименталышх крапок при у = 14,5-10® сек"1 та уд=7,5-10'° сек"1.

В_заклгоченш наведено осношп результата \ висновки.

ОСНОВШ РЕЗУЛЬТАТИ I ВИСНОВКИ. В дисертацщнш робот1 дослужено ряд фотостимульованих релак-сацшних процейв у збудженому сташ дом1шкових систем ршго! будови, що люмшесцують, в твердоттльних д!електричних матрицях. Встановлено, що за умов вддносно слабко! електрон-фоношго! взаемодп, яка описуеться деформацшним потенщалом, релаксацшш процеси на електротпшх переходах домипкових систем отримують ряд характерних особливостей, що пов'язаш з виникненням дискретного або кваз1безперервного спектра шжмолекулярного (межатомного) походжешш в ф1зич1пй систем! "домшковий центр-д!електрична матриця". Проведено узагальнення от-риманнх результапв ! показано, що на формальному ртш в р^зних за своею природою 1 будовою об'ектах та ф1зичних процесах, що в них ироикають, пояснения явищ, ям спостер!гаються, базуеться на викори-станга модел1 багатоямного ад1абатичного потенщалу.

На п!дстагп анализу отриманих експерименталышх результа-пв можна зробяти таю висновки:

1.Експериментальш дооиджешга структури спектр!в поглинання та люмшесценцп, а також кшетики згасання свтпня Л-агрега-пв хшо-2-монометш щашна в дДелектричнш матриц!, що склуеться, диметилфор-мамтд-вода р!зного складу показали, що поляронш релаксацшш процеси в^П'рають важливу роль у формуванш люмшесщючого стану Л-агрегат1В нижче дна екситонно! зони, це в^дповудае автолокал1зацп екситошп в мо-

лекулярних ланцюжках обмежено! довжини (Л-агрегатах хшо-2-монометш щашта в Д1електричшй матриц!, що склуеться, диметилфор-мам!д-вода) з виключно одновиюрним екситонним транспортом.

2. 3 урахуванням особливостей електронно'! будови молекул хшо-2-монометш щанина, що формують Л-агрегат, ) структури длелектрично! матрищ, що склуеться, запропоновано мжроскошчну модель автоло-кал!зованого стану екситошв в Л-агрегатах, в основу яко! покладено ме-хашзм повно1 змши знаку заряд1в на атомах пол1метинового ланцюжка при переход! молекули в перший збуджений синглетний стан.

3. 3 структури спектр1в поглинання та люмшесценцп Л-агрегатав хшо-2-монометш щанша в дделектричшй матрищ, що склуеться, диме-тилформам1д-вода, зшггих при р!знш температур! отримаш оцшки фено-менолопчних констант, як! характеризуготь екситон-фононну взаемодцо. К!льк!сне значения цих параметрш, температурна трансформащя смути свтшш, немоноекспоненщйний часовий закон згасання свтння, спек-три свтння роздшэт у чай та гасшня екситонно! смути екситонними уловлювачами однозначно дозволяе стверджувати, що низькотемпера-турна смута люмшесценци Л-агрегаттв хшо-2-монометш щанина обумо-влена свтнням як вгльних так 1 автолокал!зованих екситошв.

4. Незалежш оц!нки к1лькост1 когерентно пов'язаних молекул в молекулярному ланщожку Л-агрегат!в хшо-2-монометш щанина за нашвши-риною смуги поглинання ! низькотемпературною кшетикою свтння в!льних екситошв дають нижчу межу довжини молекулярного ланцюжка Л-агрегата в 25 молекул (100 А), а верхня межа, з урахуванням технологи отримання Л-агрегаттв не перевищуе 100 молекул (400 А). На шдстав! цьо-го можна зробити висновок, що ад!абатична теор!я автолокал1зацц екситошв Рашби-Давидова-Хижняка-Тоязави, що розвинута в довгохвильово-му наближент, не може бути використана для адекватного аналхзу особливостей екситопно! динамжи (!снування бар'ера автолокалхзаци) у мезоскошчних, кваз!одновим!рних молекулярних ланцюжках, яш с Л-агрегатами хшо-2-монометш щанша в д!електричнш матрищ, що склуеться, диметилформамДд-вода.

5. Присутшсть бар'ера аптолокатзагщ екситошв у кпазгоднояимгр-них молекуляргшх лапцюжках обмежено! доижини (Л-агрегатах хию-2-монометш щашну в д1електричшй матршц, що склуеться), пов'язана гз специф1Ч!гою взаемоддею у ф!зичшй систем! "Л-агрегат^аДелектрична мат-риця".

6. В Л-агрегатах хшо-2-монометш цшшна в Д1електричнш матриц!, що склусться, диметилформам1д-вода отримано ефект гасшня смути свтння вмьних екситошв екситогашми уловлювачами. Доведено, що експериментальш крив! згасання свтння в смуз) екситотгих уловлю-вачев не можугь бути апроксимоваш в рамках модем кшетичних р1внянь, включно з урахуванням залежносй в!д часу константи захвату екситошв на уловлювачах. 3 анроксимаци фронта нарощування кшетик свтння в смуз! уловлюва'нв, знятих при р^знш температур!, отримано отрики константи захвату екситошв. Встановлено "й шдвшцешш з понижениям тем-ператури, яке обумовлено змною шкроскошчного мехашзму розсшння екситонних збуджень на дефектах структури молекулярного ланцюжка Л-агрегата.

7. Експериментально встановлено, що в умовах нерезонансного збудження низькотемпературпо! люмшесценцц молекул тющадго в кри-стати бензойно! кислота термоактивування двор!вневих систем, що пов'язаш з багатоямним ад!абатичним потенщалом домипкових молекул, вщграють ключову роль в релаксацн електронних збуджень в першому синглетному, збудженому сташ молекули тюгадко. Отримано оценку тем-ператури локального нагр!ву обласй локал!зацй молекули тюшддго за ра-хунок безвипромшювально! релаксацц надзлишка електронно-коливалыю! енергп. На приклад! двох домшгкових кристалле бензойно! кислоти з молекулами т!о!нд!го ! паратерфеньлу з молекулами нафтацену показано, що двор!внев! системи багатоямиого ад!абатичного потенщалу можуть приводит до особливостей релаксацп електронних збуджень при умов! !х низько! (нижче дебаевсько!) енерги активацй.

8. Виявлено спектральш зсуви компонент мультиплету в спектрах люьпнесцеици, що розд1леш у час!, молекул тюпууго в кристал! бензойно! кислоти обумовлено значною термоактивац!ею молекулярно! рухливост!.

ЯкДсне пояснения спектральних зсув1в, що cnocTepiraMicb, надано в рамках моделл Андерсона про виняткооц переходи в дискретному cneKTpi. Юлыасне пор1вняння експериментальних спектр1в з моделышми показало, що OKpiM тунельних перехода через потенцшшш бар'ер багатоямного адтбатичиого потенщалу необходно розглядати надбар'ерпо переходи. Зазначений ефект е аналогом ефекту "narrowing by motion", що спо-стерггався рашше у неоднородно розширених спектрах магштного резонансу.

9. Експериментально виявлена температурна залежшсть мульти-плетно! структури нештаршвського походженя, оптичних спектров iona празеодиму в кристало Y2Si05, немоноекспоненцшна кшетика свтння ioHiB празеодима в облаем переходов мож штарювськими компонентами мультиплета *D2 i 3Н4 та новий температурний мехашзм дефазування ре-зонансних електрошшх переходов е наслодком термостимульованих перехода ioHa празеодима мож неекв1валентними положениями у межах вуз-ла локалозацоо в матриц) Y2Si05.

10. На шдстав1 узагальнення отриманих експериментальних результата можна заключити, що в низькосиметричних кристалДчних матрицях с ковалентною та дисперсшною взаемодДею, ям характеризуються шдиоско слабкою електрон-фононною взаемодДею (деформацшшш потенциал), спецю^лчна взаемод!я в фозичиш систем! "домппковий центр-кристал" може породжувати дискретний спектр електронних сташв до-мшок м!жмолекулярного походження. Релаксацоя електронних збуджень домшшових цеш-piB, в межах в1дм1ченого дискретного cneKTpi, може бути описана в рамках модел! багатоямного адДабатичного потенщалу.

11. Аналоз експериментальних результатов на основ! комп'ютерного моделювашш електрооших спектров, кДнетики евтння i дефазування ре-зонансних оптичних переходов домшпеових систем pi3Ho'i структури, що мають багатоямний ад!абатичний потешцал, показав, що термоактиващя дворгвневих систем багатоямного ад1абатичного потенциалу може виявля-тися у виглядо загальних законом1рностей, що експериментально спо-стернаються: немоноекспоненцшний часовий закон у конетицо згасання евггшня домппкових центр1в, спектральних зеувах компонент мультипле-

ту оптичного спектру немоноекспоненцшно! кшетики згасания сшттня домппкових центр1в, квазъшпйно! температурно! залежносп однор!дно! ширини спектрально! лшп оптичних переход1В домппкових центр1в.

OCHOBHI РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ В1ДОБРАЖЕН1 В ПУБЛ1КАЦ1ЯХ

1. Малюкин Ю.В., Лебеденко А.Н. Люминесцентная динамика примесного центра с двухъямным адиабатическим потенциалом. // Письма в ЖЭТФ. - 1993. - Т. 58, №1. - С. 20-22.

2. Малюкин Ю.В., Товмаченко О.Г. Автолокализация экситонных возбуждений в J-агрегатах. // Письма в ЖЭТФ. - 1993. - Т. 58, №5.- С. 385-388.

3. Малюкин Ю.В., ИщенкоАА., ТовмаченкоО.Г. Низкотемпературная спектроскопия J-агрегатов в замороженных бинарных растворах. // УХЖ. - 1994. - Т. 60, №9-10. - С. 661-663.

4. Малюган Ю.В., 1щенко А.А., Кудшова М.А., Товмаченко О.Г. Досллдження дефекта структури молекулярних ланцюжгав J-arperaiiB.// УФЖ. - 1994. - Т. 39, №9 - 10. - С. 910-91?

5. Ищенко А.А., Товмаченко О.Г., Малюкин Ю,В.Свечение ловушек в гетероагрегатах полиметиновых красителей. // Функциональные Материала. - 1994. - №1. - С. 150-153.

6. Malyukin Yu.V. Time-resolved luminescence spectra of J-aggregates with exciton traps// Low. Temp. Phys. - 1997, - v. 23, №4. -P. 351-353.

7. Погребняк Н.Л., Семиноженко В.П., Малюкин Ю.В. Аномальная дефазировка оптических переходов иона Рг3+ в кристалле Y2Si05. // Физика низких температур. - 1994. - Т. 20, №6. - С. 610-612.

8. Погребняк П.Л., Жмурш П.Н., Мшков Б.И., Малкжш Ю.В. Низь-котемпературна спектроскопия кристгшв Y2Si05: Pr3+ i Gd2Si05:Pr3+ // УФЖ. - 1995. - Т. 40, №3-4. - С. 178-131.

9. Жмурш П.Н., Погребняк Н.Л., Семиноженко В.П., Малкжш Ю.В. Фотонна луна в кристалах Y2Si03: Pr3+ i Gd2Si05:Pr3+.// УФЖ. - 1994. - Т. 39, №7-8. - С. 791-793.

10. Малгокин Ю.В., Семиноженко В.П., Товмаченко О.Г. Автолокализация экситонных возбужжений в J-агрегатах ХМЦ. // ЖПС. - 1995. -Т.62, №3. - С. 104-108.

11. Малкжин Ю.В., Семиноженко В.П., Товмаченко О.Г. Проявление автолокализации экситонных возбуждений в J-агрегатах. // ЖЭТФ. -

1995. - Т. 107, вип.З. - С. 812-824.

12. Лебеденко А.Н., Малкжин Ю.В. Низкотемпературная спектроскопия с временным разрешением молекул тиоиндиго. // УФЖ. - 1993. -Т. 38, №9. - С. 1321-1326.

13. Малкжин Ю.В., Погребняк H.A., Сулыга Н.Д. Низкотемпературная спектроскопия примесного центра с многоямным адиабатическим потенциалом. // Функц. Материали. - 1995. - Т. 2, №4. - С. 445-449.

14. Малкжин Ю.В., Погребняк H.A., Семиноженко В.П., Маны-кин Э.А., Марченко Д.В., Знаменский Н.В., Петренко Е.А. Особенности дефазировки резонансных оптических переходов иона Рг3+ в кристалле YjSiOs. // ЖЭТФ. - 1995. - Т. 108, №2 (8). - С. 485-492.

15. Малгокин Ю.В., Ищенко A.A., Товмаченко О.Г. Спектроскопия экситонных ловушек в J-агрегатах ХМЦ. // Оптика и спектроскопия. -

1996. - Т. 80, №1. - С. 94-100.

16. Малкжин Ю.В., Погребняк Н.Л., Семиноженко В.П. Особенности низкотемпературной спектроскопии примесных центров с многоямным адиабатическим потенциалом. // Физика низких температур. -1995. - Т. 21, №12. - С. 1236-1240.

17. Малкжин Ю.В., Семиноженко В.П., Товмаченко О.Г. Особенности низкотемпературной автолокализации экситонов в молекулярных цепочках (J-агрегатах). // Физика низких температур. - 1996. - Т. 22, №4. - С. 442-445.

18. Малюкин Ю.В., Жмурин П.Н., Погребняк H.A. Аномальное перераспределение интенсивности в спектрах поглощения кристалла LaF3:Pr3+ // Квантовая электроника. -1997. -Т. 24, №3. - С. 283-285.

19. Малкжин Ю.В. Новые каналы релаксации ФЭ в кристаллах LaF3:Pr3+ и Y2Si05:Pr3+. // физика низких температур. - 1997. - Т.23, №9. -С. 993-998.

20. Malyukin Yu.V. On coexcistence of free and self-trapped excitons in J-aggregated. // Functional Materials. - 1997. - V. 4, №1. - P. 25-27.

21. Malyukin Yu.V, Optical analogue to the "narrowing by motion effect" in luminescence spectra of extrinsic centers. // Functional Materials. -1997, -V. 4, №1. - P. 159-161.

22. Malyukin Yu.V, Luminescence feature of J-aggregated quino-2-monometliine cyanine in polymer matrix. // Functional Materials. - 1996. - V. 3, №4. - P. 518-519.

23. Malyukin Yu.V. Luminescence dynamics of polyatom system with a multiwell adiabatic potential. // Functional Materials. - 1996. - V. 3, №3. - P. 320-333.

24. Малюкин Ю.В., Лебеденко A.H. Неравновесная люминесцентная динамика примесного центра с многоямным адиабатическим потенциалом. // Труди Междунар. конф. по люмшесценцп. - Том 3. - Москва (Россия). - 1994. - С. 278.

25. Малюкин Ю.В., Ищенко А.А., Товмаченко О.Г. Исследование ловушечного свечения в J-агрегатах цианиновых красителей. // Труды Междунар. конф. по люмшесценцп. - Том 3. - Москва (Россия). - 1994. -С. 280.

2G. Малюкин Ю.В., Товмаченко О.Г. Проявление автолокализации экситонных возбуждений в системах с одномерным транспортом. // Труды Междунар. конф. по люмшесценцп. - Том 1, - Москва (Россия). - 1994. - С. 56.

27, Malyukin Yu.V., Marchenko D.V., Petrenko E.A., Pogrebnyak N.L., Seminozhenko V.P., Zhnamenski N.V, Dephasing Peculiarity of Ion Pr3+ Resonance Optical Transitions in Y2Si05 Crystals. // Proc. 15-th International Conference on Coherent and Nonlinear Optics and 8-th Laser Optics Conference. - St.-Petersburg (Russia). - 1995. - P.69.

28. Malyukin Yu.V., Tovmachcnko O.G. Peculiarities of Optical Dinamics of Excitons in J-aggregates of l-methyl-l'-octadecyl-2,2'-cyanine iodide. // Proc. 10-th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter. - Prague (Czech. Rep.). - 1996. - P5-189.

29. Malyukin Yu.V., Zhmurin P.N., Pogrebnyak N.L. Anomalous Temperature Behavior of The Electron Transition of Pr3+ Ion in LaF3 Crystals. // Proc. 10-th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter. - Prague (Czech. Rep.). - 1996. - P2-87.

Малюкш Ю.В. Динамжа електронних збуджень систем з бага-тоямним ад)абатичним потенщалом у Д1електричних матрицях.- Ру-

копис.

Дисертац^я на здобуття наукового ступени доктора ф!зико-математичних наук за спецДалыпстю 01.04.10-ф1зика нашвпротндниюв та Д1електрик1В,- 1нститут монокристал1в HAH Укращи, XapKiB, 1997.

До захисту представлено 29 наукових po6iT, як1 М1стять результата експериментального досл^джешш швидкопротжаючих релаксащй-них процеав на електронних переходах домшшових систем pi3Hoi бу-дови, що мають багатоямний ад^абатичний потенщал, у твердотмышх Д1електричних матрицах. На П1дстав1 анализу експериментальних дан-них отримаш чиселып значения часових констант i параметр1в, що ха-рактер!зують одно- та багатофонсшт релаксацшт процеси в домиико-вих люмшесцуючих системах з багатоямним ад!абатичним потенц!а-лом. Доведено, що на формальному piBiii релаксацшт процеси, що протжають у pi3Hiix по будовД ф!зитишх объектах, та з рДзними MiKpo-скошчними механизмами, мають загальш експериментально спо-crepiraeMi законом1рност1, яи можуть бути описан! в рамках моделл багатоямного ад1абатичного потешцалу.

Ключов! слова: шкосекундна сгюктроскотя, багатоямний ад! аба-тичний потенщал, фазова та энергетична релаксац!я электронних збуджень, д!електрична матриця, дом!шкова система.

Малюкин Ю.В. Динамика электронных возбуждений систем с многоямным адиабатическим потенциалом в диэлектрических матрицах. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.10-физика полупроводников и диэлектриков.- Институт монокристаллов HAH Украины, Харьков, 1997.

К защите представлено 29 научных работ, в которых содержится материал экспериментального исследования быстропротекающих релаксационных процессов на электронных переходах примесных центров с многоямным адиабатическим потенциалом в гвердотельних диэ-

лектрических матрицах различной структуры. Из анализа экспериментальных данных получены численные значения временных констант и параметров, характеризующих одно- и миогофононные релаксационные процессы в системах с многоямным адиабатическим потенциалом. Показано, что на формальном уровне релаксационные процессы, протекающие в разных по строению физических объектах с разными микроскопическими механизмами, имеют общие экспериментально наблюдаемые закономерности, которые могут быть объяснены в рамках модели многоямного адиабатического потенциала.

Ключевые слова: иикосекундная спектроскопия, многоямный адиабатический потенциал, фазовая и энергетическая релаксация электронных возбуждений, диэлектрическая матрица, примесная система.

Malyufein Yu.V. Dynamics of electronic excitations of systems with a multiwell adiabatic potential in a dielectric matrices.- Manuscript.

Thesis on search of the scientific degree of doctor of physical and mathematical sciences, speciality 01,04.10-the physics of semiconductors and insulators.- Institute for Single Crystals, National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, 1997.

29 scientific publications containing experimental studies of fast relaxation processes on electronic transitions of extrinsic centers with a multiwell adiabatic potential in solid dielectric matrices of various structures are defended. On the base of experimental data analysis values of time constants and parameters characterizing one- and multiphonon relaxation processes in systems with a multiwell adiabatic potential were obtained. It was shown, that formally relaxation processes taking place in a various physical objects with various microscopic mechanisms have general experimental-observed regularities, which can be explained on the base of multiwell adiabatic potential theory.

Key words: picosecond spectroscopy, multiwell adiabatic potential, pase and energy relaxation of energy excitations, dielectric matrix, doped system.