Экспериментальные исследования фотогальванического эффекта в кристаллах ниобата лития

• Автор: Пугачев, Алексей Маркович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 146 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава I. Исследования фотогальванического эффекта в кристаллах
ниобата лития (обзор литературы)
§1. Фоторефрактивный и фотогальванический эффекты в ниобате
лития
§2. Модели фотогальванического эффекта
§3. Характерные особенности фотогальванического эффекта в
кристаллах ЫИЬОз
3.1. Поляризационные зависимости ФГ тока
3.2. Подвижность носителей заряда, участвующих в фото-гальваническом эффекте
§4. Влияние светового облучения на фотогальванический эффект в ЫИЬ03

4.1. Примесные фоторефрактивные центры
4.2 Индуцированное светом увеличение фотогальванического эффекта в кристаллах ниобата лития. "Вторичные" центры
4.3. Особенности фотогальванического эффекта при больших интенсивностях света
Выводы к Г лаве
Глава И. Методики и экспериментальная техника измерений фотоиндуцированного
§1. Измерение фотоиндуцированных токов и фотопроводимости
1.1 Измерение фотоэлектрических параметров в "стандартной схеме"
1.2 Измерение фотогальванического тока и фотопроводимости в схеме с прозрачными электродами
1.3 Измерение фотоиндуцированного отклика при нали-
чии механических напряжений

§2. Особенности измерения фототока и фотопроводимости в импульсном режиме
2.1. Регистрация импульсного фотоиндуцированного отклика кристалла ЫМЮз
2.2 Приборы и измерительная аппаратура
2.3 Источники импульсного излучения
§3. Сравнительный анализ и область применения различных схем
регистрации фотоиндуцированного отклика
§4. Методические особенности разделения вкладов различных механизмов генерации фототока
4.1 Пьезоэлектрический сигнал
4.2 Пиро- и фотогальванический эффекты
§5. Методики измерения фотоиндуцированных электрических полей
5.1 Связь электрических полей с изменениями двулучепре-ломления
5.2. Голографический метод. Основные соотношения
5.3 Методические особенности записи, считывания и стирания голограмм в ЫМЮз
§6. Измерение подвижности фотовозбужденных электронов в магнитном поле при помощи голографической методики
6.1 Запись голограммы за счет фото-Холл эффекта как метод определения подвижности носителей заряда в нио-
бате лития
6.2 Магнитное поле
6.3 Запись и считывание голограммы в импульсе
Глава III. Исследование подвижности электронов, участвующих в фо-тогальваническом эффекте в кристаллах ЫИЬ03
§ 1. Влияние магнитного поля на запись объемных фазовых голограмм в ниобате лития
1.1 Чувствительность методики

1.2. Экспериментальная проверка влияния магнитного поля на запись голограмм
§2. Зависимость эффективности голографической записи от шага
решетки
§3. Обсуждение результатов
Выводы к Гл
Глава IV. Индуцированные светом изменения фотогальванического эффекта в 1л№>Оз
§1. Зависимость наведенного двулучепреломления и фотогальва- 88 нического тока от длительности импульса в кристаллах 1лИЮ3
§2. Влияние механических напряжений на фотогальванический эффект и спектры комбинационного рассеяния в 1л№>03
2.1. Эксперименты с ФГ эффектом
2.2.Эксперименты с КРС
§3. Обсуждение результатов
3.1. Зависимость фотогальванического коэффициента от
длительности импульса
3.2 Влияние механических напряжений на фотогальванический эффект
Выводы к Гл
Глава V. Экспериментальные исследования фотоиндуцированного
электрического отклика 1л№>03 при больших интенсивностях света
§ 1. Измерения электрического отклика кристаллов под действием мощных коротких лазерных импульсов
1.1. Пьезоэлектрический сигнал
1.2. Сигнал с временем релаксации (100 -г- 300) 10'9с
1.3. Фотогальванический и пироэффект
1.4. Фотоиндуцированный отклик, повторяющий форму лазерного импульса
§2. Обсуждение результатов
2.1. Возбуждение локальных нестационарных электриче

экспериментальная зависимость 5Дпсх от интенсивности света и концентрации примеси железа описана в виде: 8Дпст(1,Сре) = 3+ (а + Ы) (а = 3.1-10'29м3; Ь
2,7-10'4°м5/Вт) [135]
Неоднозначным остается вопрос об индуцированном светом изменении поглощения кристалла 1лМЮ3. Как отмечено выше, в [35] дополнительного поглощения Да не наблюдалось, а в [142] Да « 0.1а зафиксировано на длине волны 647 нм. Время жизни этого фотовозбужденного состояния составляло несколько миллисекунд. Авторами [142] предложено, что в легированном железом ЫЫЬ03 (также как в нелегированном кристалле, но за счет не двухфотонного поглощения, а прямого возбуждения примеси Ре2+ ) образуются вторичные фоторефрактивные центры (ВФЦ) №>4+ и О'., которые обеспечивают дополнительное поглощение и усиление ФГЭ. Результаты, близкие к [142], позже получены в [135], где дополнительное поглощение на 632.8 нм было вызвано воздействием на кристалл излучением второй гармоники неодимового лазера (532 нм). При записи голограммы в режиме двухфотонного поглощения при низких температурах (Т = 4К) в номинально чистых кристалах наблюдается фотохромный эффект - появление дополнительной полосы поглощения в видимой области спектра [140, 141]. При этом в спектре электрон-спинового резонанса появляется линия, соответствующая наличию в кристалле центров окрашивания, образующихся в результате захвата дырки кислородной вакансией. С этим же процессом авторы [140, 141] связывают наблюдаемое изменение спектра поглощения кристалла и полагают, что за счет перехода зона - зона образуется пара электрон - дырка. Затем дырка захватывается ионами О'2 вблизи дефектов кристалла, образуя полярон малого радиуса (ПМР), в то время как электроны захватываются на мелких ловушках (ионах ниобия) и образуют ионы №>4+. Время существования образовавшегося центра ПМР - дырка определяет время жизни состояния, характеризуемого дополнительным поглощением. Дополнительное поглощение может проявиться и в измерениях фотопроводимости. В [135, 138] для ГЖЬОзе при больших интенсивностях света (I > 100 МВт/см2 ) обнаружена нелинейная по I зависимость Стф(1). В [139]