Երկնագույն շեղում

Երկնագույն շեղումը(անգլ․ blue shift կամ hypsochromic shift) կիսահաղորդիչներում լույսի կլանման գծի շեղումն է բարձրհաճախային գոտի՝ մասնիկների չափսերը փոքրացնելիս։

Նկարագրությունը

а —Արգելված գոտու լայնության մեծացման էներգետիկ դիագրամն է ավելի մեծ մասնիկներից բաղկացած կիսահաղորդչից նանոմասնիկներից բաղկացած կիսահաղորդիչ անցման ժամանակ։ ВЗ —վալենտականության գոտի,  ЗЗ — արգելված գոտի, ЗП — հաղորդչի գոտի, ВЗМО վերևից լցված մոլեկուլյար օրբիտալներ, НСМО — ներքևից ազատ մոլեկուլայր օրբիտալներ։ б — CdS մասնիկների ուլտրամանուշակագույն և տեսանելի տիրույթում կլանման սպեկտրները։ Կլանման գծերի երկնագույն շեղում դիտվում   է նանոմասնիկների չափսերը փոքրացնելիս։

Երևույթը տեղի ունի, քանի որ կիսահաղորդչի բյուրեղի չափսերը փոքրացնելիս դիտվում է արգելված գոտու լայնացում։ Ընդ որում, վալենտականության գոտուց հաղորդականության գոտի էլեկտրոնների անցման համար անհրաժեշտ է կլանված քվանտի  մեծ էներգիա, և ինչպես հետևանք նկատվում է կլանման գծերի սահմանի շեղում։

Երկնագույն շեղման երևույթի բացատրման համար առաջարկվել էին մի քանի մոդելներ։ Պատմականորեն երկնագույն շեղումը բացատրող առաջին մոդելը կառուցվել էր ծակոտկեն ապակու վրա սինթեզված CuCl₂ նանոմասնիկների համար։ Մոդելը լիցքակիրներին (էլեկտրոններ և խոռոչներ), որոնք դառնում են ազատ լույսի քվանտ կլանելիս, դիտարկում էր որպես մասնիկներ, որոնք գտնվում են պոտեցիալ փոսում։ Պոտենցիալ փոսի չասփսերն, իրենց հերթին, համապատասխանում էին նանոմասնիկների չափսերին։ 

Նանոմասնիկների չափսերի ազդեցությունը երևույթի վրա դիտվում է նաև հակառակ պրոցեսի ժամանակ՝ էլեկտրոնի "վերադարձ" խոռոչ՝ ալիքի ճառագայթմամբ (լյումինեսցենցում), որի ալիքի երկարությունը նույնպես կախված է մասնիկների չափսերից։ Երկանգույն շեղման երևույթն ավելի ցայտուն արտահայտվում է երբ բյուրեղի չափսերը փոքրացվում են մինչև մեծ զանգվածներով մասնիկներից բաղկացած կիսահաղորդիչներում էքսիտոնի շառավղին մոտ չափսերի (2-30 նմ), այդպիսի մասնիկներն անվանում են քվանտային կետեր։ Նանոմասնիկներում կարող է դիտվել կազմավորված կաղուցվածքից անցում դիսկրետ էլեկտրոնային մակարդակներ(տես նկար 1), ինչը բերում է կլանման գծերի սահմանի փոփոխության՝ մինչև կլանման մաքսիմումը՝ մասնիկների չափսերը փոքրացնելիս։

Գրականություն

• Эфрос А. Л., Эфрос А. Л. // ФТП. 1982. Т. 16. С. 772.
•  (англ.) Weller H. «Colloidal semiconductor Q-particles: chemistry in the transition region between solid state» // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1993. V 32. P. 41-53.

Տես նաև

• Կարմիր շեղում
• Կապույտ շեղում