ИСТИНА

В последние годы было продемонстрировано, что твердые растворы сцинтилляционных кристаллов с одинаковой кристаллической решеткой в целом ряде случаев показывают более высокий сцинтилляционный выход и обладают более быстрой люминесценцией с меньшим уровнем послесвечения. Такое поведение твердых растворов связано с существенным изменением динамики электронных возбуждений в стадии термализации, когда электронные возбуждения после каскада с рождением новых электронно-дырочных пар начинают остывать, испуская фононы. Электронные возбуждения на этом этапе релаксации имеют кинетическую энергию меньше ширины запрещенной зоны, что составляет несколько электрон-вольт для типичных сцинтилляторов. Зонная структура в этой области энергий характеризуется большим числом ветвей со сложным законом дисперсии. В связи с этим оценки эффективности рассеяния на фононах, сделанные в приближении простейшего параболического закона дисперсии, оказываются неправильными. В твердых растворах с беспорядком замещения к механизмам рассеяния добавляется еще рассеяние на пространственных флуктуациях потенциала. Эффективность этого рассеяния в борновском приближении в модели простой параболической зоны оказывается недостаточной для того, чтобы объяснить сокращение длины термализации и повышение эффективности рекомбинации носителей в твердых растворах сцинтилляционных кристаллов. В данной работе рассматривается неупругое рассеяние горячих носителей заряда с поглощением или испусканием фононов в приближении нескольких параболических ветвей закона дисперсии, с учетом перехода между ветвями. Исследуются процессы миграции и рекомбинации носителей заряда в этом приближении и их влияние на наблюдаемые оптические свойства твёрдых растворов замещения. Показано, что рассмотрение нескольких ветвей ускоряет релаксацию электронных возбуждений и приводит к уменьшению длины термализации.