26.Фототермічне перетворення у напівровідникових системах. Вплив об’ємної та поверхневої рекомбінації фотозбуджених носіїв заряду.
27.Фототермічні методи дослідження теплофізичних властивостей наноструктурованих матеріалів.
28.Фотоакустичний ефект у наноструктурованих матеріалах. Механізми фотоакустичного перетворення в твердих тілах.
Фотоакустичний ефект (англ. photoacoustic effect, рос. фотоакустический эффект) — швидкозатухаюча осциляція тиску, викликана раптовою зміною температури, що є результатом виділення тепла після поглинання випромінення внаслідок безвипромінювальної дезактивації або хімічної реакції. Реєструється за допомогою мікрофона або п'єзоелектричного пристрою.
Фотоакустична ефект або оптико - акустичний ефект є формуванням звукових хвиль наступного світла поглинання в матеріалі зразка. Для отримання цього ефекту інтенсивність світла повинна змінюватись періодично ( модульоване світло ) або як один спалах ( імпульсне світло ). [1] [ потрібна сторінка ] [2] Фотоакустичний ефект кількісно визначається шляхом вимірювання утвореного звуку (зміни тиску) за допомогою відповідних детекторів, таких як мікрофони або п'єзоелектричні датчики. Коливання часу електричного виходу (струму чи напруги) від цих детекторів є фотоакустичним сигналом. Ці вимірювання корисні для визначення певних властивостей досліджуваного зразка. Наприклад, у фотоакустичній спектроскопії фотоакустичний сигнал використовується для отримання фактичного поглинання світла в непрозорих або прозорих об'єктах. Це корисно для речовин у надзвичайно низьких концентраціях, оскільки для підвищення чутливості можна використовувати дуже сильні імпульси світла від лазера, а для конкретності можна використовувати дуже вузькі довжини хвилі. Крім того, фотоакустичні вимірювання слугують цінним інструментом дослідження при дослідженні тепла, що виділяється у фотохімічних реакціях (див. Фотохімія ), особливо при дослідженні фотосинтезу .
Найчастіше електромагнітне випромінювання будь-якого виду може спричинити фотоакустичний ефект. Сюди входить весь діапазон електромагнітних частот, від гамма-випромінювання та рентгенівських променів до мікрохвильової та радіо . Однак значна частина повідомлених досліджень та застосувань, що використовують фотоакустичний ефект, стосується майже ультрафіолетових / видимих та інфрачервоних спектральних областей.
……………………...
Фототермічні та фотоакустичні методика є ефективним інструментом для дослідження матеріалів різної структури та морфології [14-16]. Основною перевагою таких методів є те, що вони здебільшого неруйнівні та не потребують спеціальної підготовки досліджуваних зразків, оскільки збудження інформативного відгуку є безконтактним. Крім того, оскільки параметри фотоакустичного сигналу залежать лише від частки поглиненої енергії, такий метод ефективний при вивченні систем з розвиненою поверхневою.
Основними механізмами фотоакустичного ефекту є фототермічне та фотоакустичне перетворення. При поглинанні опромінення в матеріалі формується нерівноважний температурний розподіл, який, в свою чергу, за рахунок термопружного механізму, індукує пружні деформації матеріaлу. На сьогоднішній день існує цілий ряд експериментальних конфігурацій для реалізації фотоакустичних та фототермічних методів (газомікрофонний, п’єзоелектричний, рефлекційний, дефлекційний, тощо).
…………….
………….
………………………..
Фотоакустический метод основан на следующем принципе: в исследуемом материале под действием модулированного излучения возникают тепловые колебания, совпадающие с частотой модуляции возбуждающего пучка. Периодические изменения энергии распространяются через среду в виде звуковой волны, которая характеризуется тремя параметрами: скоростью звука в данном материале, частотой модуляции и амплитудой, которая соответствует количеству поглощенной и перешедшей в теплоту энергии. Для измерения величины результирующего акустического сигнала можно использовать микрофон или пьезоэлектрический датчик.