Разложение диэлектрических функций методом диаграмм Арганда
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
? проницаемости выражается в уменьшении величины , происходящем с ростом частоты, с дальнейшим переходом к установившемуся значению проницаемости, обусловленному упругими электронной и ионной поляризациями. Статические () значения при этом на несколько порядков превосходят величину высокочастотного предела измеренного в начальном диапазоне СВЧ. Величина действительной составляющей диэлектрической проницаемости BaBiO3 уменьшается в указанном выше диапазоне от 260 до 106 единиц. При комнатной температуре вплоть до не достигается установившееся значение . Измерения, проведённые при 77K, свидетельствуют о вымораживании низкочастотных процессов диэлектрической проницаемости [3].
.2 Диэлектрические и оптические функции в области решеточных резонансов
На рис. 8 представлены спектры диэлектрических и оптических констант ВКВО, измеренных в инфракрасном диапазоне спектра электромагнитных волн.
Как видно, в области 400-600см-1 кривые (- волновое число, где с - скорость света в вакууме) носят резонансный характер, причём с ростом концентрации калия пики уширяются и сглаживаются. Это свидетельствует о преобладании у образцов с х>0.30 металлических, а у образцов с 0.00<х<0.30 - полупроводниковых свойств. В области 900-1000см-1 =const. для всех составов и лежит в пределах от 4.00 до 5.00 единиц. Характерная особенность для х=0.00 состоит в том, что кривая заходит в область отрицательных значений , что свидетельствует о невозможности распространения в данном образце электромагнитных волн с частотами, лежащими в интервале 450-550см-1.
Зависимости и k(?) для х0.00 имеют сходный вид. Для х=0.00 пик , соответствующий =445см-1, на зависимости k(?) расщепляется при вершине на два, соответствующих 455см-1 и 475см-1. В спектрах показателя преломления всех составов есть область аномальной дисперсии (430-550см-1, в зависимости от состава образца), в которой показатель преломления с ростом частоты уменьшается.
.3 Диэлектрические и оптические функции в области электронных резонансов
Диэлектрические и оптические функции в области электронных резонансов представлены на рис.9,10. Как видно, в диапазоне от 1.00 до 3.00эВ кривые () носят резонансный характер. Максимум для х=0.00, соответствующий энергии 2.30эВ, для образцов с х>0 смещается влево (в область более низких частот) вплоть до энергий 1.80эВ. Аналогичное поведение наблюдается и для зависимости . Первые максимумы образцов с х>0.00 укладываются в области 1.40 - 1.50эВ, минимумы же расположены области 2.45 - 2.55эВ.
Спектр показателя поглощения в области 1.00-5.00 эВ имеет для образцов х=0.25, 0.3, 0.35 два чётко выраженных максимума и минимума. Максимум, соответствующий энергии 3.40 эВ, с ростом концентрации калия сглаживается и для образца х=0.50 на спектре он отсутствует [4].
4. Разложение диэлектрической функции BaBiO3на элементарные части
Хорошо известно, что отдельный осциллятор с симметричной лоренцевской формой полосы поглощения на кривой Арганда ?2=?(?1) представляется окружностью, из которой легко определяются все параметры осциллятора (величины энергии и ?2 максимума полосы, полуширина и f). В общем случае перекрытия оптических функций нескольких осцилляторов кривые Арганда имеют весьма сложный вид. Далее предложен метод разделения интегральных кривых ?2 и ?1, k и n твёрдых тел в широкой области собственного поглощения на парциальные части в рамках упрощённой модели невзаимодействующих эффективных осцилляторов.
Несмотря на громадное количество теоретических и экспериментальных работ проблема спектроскопии собственных энергетических уровней твёрдых тел в широкой области энергии остаётся ещё слабо разработанной.
Среди множества методов и приёмов, применяемых для решения физических задач, особое место занимают графические. Их использование позволяет получить ответы на вопросы задачи в процессе исследования соответствующего чертежа, рисунка. Графики играют важную роль при отыскании вида корреляционных зависимостей, восстанавливаемых на основании экспериментальных данных, так как в ряде случаев являются наиболее рациональными, а иногда и единственно возможными методами решения. Актуальность подобного рода задач определяется большой информативностью диэлектрического отклика ионных кристаллов на внешнее электромагнитное поле. Выраженный в виде спектров компонент e, e комплексной диэлектрической проницаемости e*=e- ie, он содержит сведения о механизмах диэлектрической поляризации и позволяет определять величины соответствующих вкладов в e*.
Одной из центральных задач физики твёрдого тела является проблема спектроскопии собственных энергетических уровней кристаллов. В оптическом диапазоне спектра электромагнитных волн зависимости e(w)=(e(w)) носят название диаграмм Арганда. Их применение для решения проблем спектроскопии твердых тел основано на том, что отдельный осциллятор с симметричной лоренцевской формой полосы поглощения на кривой Арганда изображается окружностью, а в случае совокупности нескольких осцилляторов - кривой, на которой можно выделить участки, являющиеся частями окружностей. Графический анализ подобных участков позволяет определить параметры квазигармонических осцилляторов: резонансную частоту w0, силу осцилляторов , величину коэффициента затухания g.
Суть алгоритма расчёта данных величин заключаются в выделении на интегральных кривых Арганда участков, надёжно интерполируемых участками окружностей и восстановлении для них значений w0