Etude de l’effet des dimensions des cristallites sur l’observation des raies du spectre excitonique de CuI

Zusammenfassung

Des études antérieures [1] avaient conduit à entrevoir la possibilité d’un effet des dimensions des cristallites d’une Iame mince sur l’intensité des raies excitoniques qu’elle permet d’observer aux basses températures. Une étude expérimentale approfondie de cet effet est effectuée sur CuI. Elle a permis de constater que des Iames minces à grains très fins ne permettent plus du tout d’observer les raies excitoniques de la substance. La première raie (n=1) est observable avec des Iames dont les grains sont de l’ordre de 860 Å, mais la deuxième raie (n=2) n’apparaît que lorsque les dimensions des grains deviennent de l’ordre de 1000 Å. Enfin, la troisième raien=3 n’apparaît que dans des monocristaux ou des Iames minces comportant des cristallites de l’ordre de 2000 à 3000 Å [3].

La théorie de cet effet promet d’être mathématiquement très compliquée, mais les principes physiques qui sont impliqués dans les phénomènes décrits ont été examinés qualitativement dans un précédent mémoire [4], dont les conclusions sont en bon accord avec l’expérience.

Abstract

Previous investigations [1] have suggested the possibility of an effect of the sizes of the grains of a thin layer on the intensity of the exciton lines which can be observed at low temperatures. An experimental study of this effect has been carried out with CuI. It is possible to show that for thin layers formed of very small crystals, the exciton lines do not appear at all in the spectrum. The first line (n=1) appears in thin layers formed of crystals which have a size about of 860 Å, but the second line (n=2) appears only when the size of the grains is about 1000 Å. Finally, the third line (n=3) is observed only in single crystals or in thin layers which have crystals about 2000 Å−3000 Å [3].

The theory of this effect will presumably be mathematically very complicated but the physical principles implied in the described observations have been examined qualitatively in a previous paper [4] and are in good agreement with the observations.

Résumé

Vorhergehende Untersuchungen [1] hatten die Möglichkeit eines Einflusses der Größe der Mikrokristalle einer dünnen Schicht auf die Intensität der Excitonlinien, die man bei tiefen Temperaturen beobachten kann, gezeigt. Eine experimentelle Untersuchung dieses Effekts ist für CuI ausgeführt worden. Man hat bestätigen können, daß in dünnen, aus sehr kleinen Kristallen bestehenden Schichten die Excitonlinien der Substanz nicht mehr sichtbar sind. Die erste Linie (n=1) ist beobachtbar in Schichten, deren Kristalle ungefähr 860 Å groß sind, aber die zweite Linie (n=2) erscheint nur, wenn die Größe der Kristalle etwa 1000 Å beträgt. Die dritte Linie (n=3) erscheint nur in Einkristallen oder in dünnen Schichten, deren Kristalle ungefähr 2000 bis 3000 Å groß sind [3].

Die Theorie dieses Einflusses wird mathematisch nicht einfach sein, aber die physikalischen Prinzipien, die den beschriebenen Erscheinungen zugrundeliegen, sind in einer vorhergehenden Arbeit qualitativ betrachtet worden [4]. Die Übereinstimmung mit dem Experiment ist gut.