Энергии СТ-экситонов в монокристаллах С60 Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Для анализа спектров ЭПР и РИДМР пакет имеет следующие функции:

1. поиск пиков и удаление случайных выбросов;

2. определение интенсивностей различных переходов;

3. интегрирования отдельных участков и всей кривой;

4. нормирования и нахождения нулевого уровня графика;

5. представление экспериментальных спектров в форме лоренцевых и гауссовых кривых;

6. определение уровня шума и погрешностей. Данный программный продукт, предназначенный

для анализа экспериментальных данных, значительно ускоряет процесс обработки информации, исключает вычислительные ошибки и минимизирует погрешности эксперимента.

ЭНЕРГИИ СТ-ЭКСИТОНОВ В МОНОКРИСТАЛЛАХ Сб0 © Д.В. Лопатин, A.B. Умрихин, Е.М. Белёнова, P.A. Мордовии, P.A. Столяров

Сопоставление теоретических расчетов электронной структуры и экспериментально наблюдаемых оптических переходов в молекулярном и твердотельном (пленки, микро- и монокристаллы) состоянии С60 показывает, что наличие кристаллического поля изменяет энергии межмолекулярных возбужденных состояний (СТ-экситонов) и формирует сложную тонкую электронную структуру. Цель работы заключается в расчете возможных экситонных состояний с переносом заряда для монокристаллов С60, находящихся в Рх-фазе.

Если не учитывать делокализацию между молекулами С6о в кристаллической решетке, то энергию экси-тона с переносом заряда можно аппроксимировать следующим образом;

Е?г = 1-А-2Р+С(г), (1)

где I = 7,62 эВ - потенциал ионизации; А = 2,65 эВ -сродство к электрону; Р = 0,975 эВ - энергия поляризации, т. е. 2Р равно энергии поляризации, создаваемой парой бесконечно удаленных зарядов, погруженных в кристалл; С(г) - энергия кулоновского взаимодействия.

Энергию кулоновского взаимодействия С(г) можно рассчитать двумя способами:

С(г) = -е2/ег, (2)

С(г) = ~е2/г-АРе1,(г), (3)

где є = 4,4 ± 0,2 - диэлектрическая постоянная для С6о и АРеи{г) - изменение поляризационной энергии в результате сближения зарядов на конечное расстояние г.

Таблица 1

Состояния с переносом заряда для монокристаллов С60

Плос- кость Позиция h* Позиция е Угол а, ° г, к iP, эВ

(0,0,0) (0,0,1) 0 14,15 2,80

(0,0,0) (1/2,1/2,2) 20 29,88 2,93

{110} (0,0,0) (1/2,1/2,1) 38 18,47 2,85

(0,0,0) (1.1,1) 60 28,30 2,91

(0,0,0) (1/2,1/2,0) 90 10,01 2,71

{100} (1/2,0,1/2) (2,1/2,1/2) 18 22,37 2,89

(0,0,0) (2,1,0) 26 31,64 2,93

Вычисление энергии кулоновского взаимодействия СТ-экситонов по формуле (2) на расстояниях порядка параметра решетки некорректно. Расчет по (3) связан с большими вычислительными трудностями. Однако из литературных данных известно, что расчеты, выполненные по формулам (3) и (2), находятся в удовлетворительном согласии. Все остальные значения связаны с кристаллографическими параметрами монокристалла С60.

Для простоты интерпретации будем рассматривать экситонное состояние, в котором дырка h+ расположена на молекуле С6о в центре координат (0, 0, 0), а электрон е~ расположен на другой молекуле С60 с позицией (х, у, z). В работе [1] для кристаллического фуллерита рассчитаны два состояния с переносом заряда (1/2, 1/2, 0) и (0, 0, 1) с расстоянием между электроном и дыркой 10,01 и 14,15 Ä соответственно. Результаты экспериментальной работы [2] дают основания считать, что CT-состояний значительно больше. Результаты расчетов состояний с переносом заряда по формуле (1) приведены в таблице 1 (для одной элементарной fcc ячейки). Угол а между отрезком, соединяющим (0, 0, 0) и (х, у, z), и направлением внешнего возбуждающего поля взят из работы [2]. Вычислялись только СТ-экситоны, в которых h+ и е~ расположены на ближайших молекулах. В силу эквивалентности кристаллографических направлений всего в fcc-решетке имеется семь экситонных состояний. Энергетический спектр СТ-экситонов приведен на рисунке 1. Расчет произведен для 3D кристалла, имеющего 896000 молекул С6о-Все рассчитанные энергии Е°т лежат в экситонной полосе фотовозбуждения кристаллов С60.

В работе рассчитаны энергии экситонов с переносом заряда монокристаллов С60. Показано существование новых состояний экситонов с переносом заряда, существенно влияющих на электронно-оптические свойства монокристаллов С6о-

ЛИТЕРАТУРА

1. Kazaoui S., Minami N.. Tanabe У. et al. II Phys. Rev. B. 1998. V. 58.

№ 12. P. 7689-7700.

2. Головин Ю.И., Лопатин Д.В., Умрихин A.B., Иванова M.A. II Вести.

ТГУ. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2003. Т. 8. Вып. 4.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при поддержке ФЦП «Фуллерены и атомные кластеры», РФФИ (грант № 02-02-17571).

і

Рис. 1. Энергетический спектр СТ-экситонов для монокристалла С6о

ЭЛЕКТРОННЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ ПО ИНФОРМАТИКЕ

© В.Ю. Лыскова, А.В. Романько

Электронный методический практикум предназначен для формирования у студентов навыков разработки лабораторных работ по курсу информатики. Структура лабораторной работы: краткие теоретические сведения; графический образ-результат [1] выполнения задания; 3 задания - что сделать; инструкции по пошаговому выполнению (как сделать).

Методический материал разрабатывается по трем категориям: теория; уроки (лабораторные работы); видео (тематические видео ролики). Текстовые данные хранятся в формате *.Ыт, видео - в формате *.ау1, *.гг^.

Для автоматического формирования базы данных по существующим файлам из папок «\Данные \ Теория», «\Данные \ Уроки», «\Данные \ Видео» разработана оболочка «Учитель-2003». Заполнение оболочки данными осуществляется с помощью специальной панели администрирование. Из панели администрирование доступны функции выгрузки / загрузки файлов.

Для контроля файлов создается система оценок. Новый файл автоматически получает статус «Неизвестно». При обнаружении в нем ошибок (грамматических или тематических), администратор может присвоить ему статус «С ошибками». После проверки статус может быть установлен в «Проверенный» или «Эталонный». Все файлы классифицированы по уровню сложности - сложно, средне, легко на основе экспертной оценки.

При раскрытии соответствующей панели ученик получает доступ к списку, содержащему соответствующие систематизированные данные.

Из панели уроки студент (ученик) при изучении конкретного урока может запустить необходимое приложение и выполнить лабораторную работу.

Таким образом, оболочка может быть наполнена любым материалом, предоставляя преподавателю удобный, гибкий и простой в обращении инструмент.

Электронный методический практикум по графическому редактору Paint использовался в МОУ лицее № 14 г. Тамбова в рамках эксперимента по внедрению в учебный процесс интегрированного курса «Изобразительное искусство и информационные технологии». Результаты апробации практикума в разных школах города для 3-9 классов (в рамках педагогической практики [2]) представлены в докладе.

ЛИТЕРАТУРА

1. Капьоти Дж. От восприятия к мысли. О динамике неоднозначного и нарушениях симметрии в науке и искусстве: Пер. с нем. М.: Мир, 1998. С. 12.

2. Лыскова В.Ю. Лабораторная работа по информатике как форма и методическое средство педагогической практики // Информационные технологии в образовании: Сб. тр. участников XII между-нар. конф.-выставки. Ч. II. М.: МИФИ, 2002. С. 47-48.