Линейный и циркулярный объемные фотовольтаические эффекты в пьезоэлектрическом кристалле La3 Ga5 SiO14 с различными примесями

• Автор: Джалалов, Рафаэль Казиханович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЪЕМНЫЙ ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЙ И ФОТОРЕФРАКТИВНЫЙ ЭФФЕКТЫ В КРИСТАЛЛАХ БЕЗ ЦЕНТРА СИММЕТРИИ.
§1.1. Введение
§1.2. Феноменологическая теория ОФЭ
§1.3. Фоторефрактивный эффект и его связь с ОФЭ
§1.4. Микроскопическая теория ОФЭ
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОФЭ В ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ ЬазОа5ЗіОі4 С ПРИМЕСЯМИ И Рг3Оа5ЗЮі4.
§2.1. Экспериментальные образцы
§2.2. Экспериментальная установка и методика для исследования

2.21. Методика измерения поляризационных зависимостей фотовольтаических токов
2.22. Методика измерения электрического поля, генерируемого

2.23. Экспериментальная установка для исследования ОФЭ
§2.3. Линейный и циркулярный ОФЭ в пьезоэлектрическом кристалле
ЬазОабЗЮы с примесями Со, Сг, Ре, 1г, Мп, №
§2.4. ОФЭ в пьезоэлектрическом кристалле РгзСабЭЮм
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОРЕФРАКТИВНОГО ЭФФЕКТА В ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ ЬазСазЭЮм С ПРИМЕСЯМИ Ье и Рг3+.

§3.1. Экспериментальная установка и методика фоторефрактивных
измерений
§3.2. Фоторефрактивный эффект в пьезоэлектрическом кристалле
ЬазСазвЮРе
§3.3. Двухступенчатый механизм фоторефрактивного эффекта в
пьезоэлектрическом кристалле ЬазОа53Ю14:Рг3+
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ.
Исследование объемного фотовольтаического эффекта (ОФЭ), открытого в ИКАН в начале 70-х годов, представляет как фундаментальный, так и прикладной интерес. К настоящему времени выяснено, что ОФЭ лежит в основе фоторефрактивного эффекта (ФРЭ) и объемной фазовой голографии в кристаллах без центра симметрии. Во всех кристаллах, где генерируемые светом поля сравнимы с полем диффузии, ОФЭ играет существенную роль в механизме образования, голографических решеток. Поэтому исследование механизма ОФЭ представляет еще и прикладной интерес.
Спецификой кристаллов, в которых ОФЭ приводит к фоторефракции, является зависимость дифракционной эффективности от ориентации вектора поляризации света по отношению к осям кристалла. Это расширяет возможности исследования и применения фоторефрактивных кристаллов. Кроме того, это дает дополнительную возможность разделения механизмов, лежащих в основе ФРЭ.
В настоящей работе исследованы кристаллы типа ЬазОазЭЮм, принадлежащие к симметрии кварца (точечная группа - 32,
пространственная группа - Э§ -Р321). Эти пьезоэлектрические кристаллы, обладая широкой запрещенной зоной (Е§ > 5 эВ), требуют введения примесей для работы в видимой области спектра. Поэтому исследованные в этих кристаллах линейный и циркулярный ОФЭ имеют примесный характер. В ряде случаев примесный ОФЭ в этих кристаллах связан с двухступенчатым возбуждением электрона в зону проводимости, когда электрон с нижнего уровня примеси переходит на промежуточный, а с промежуточного уровня (при взаимодействии со

член Кк = -бас-к, если правая часть уравнения (1.29) будет содержать асимметричный член Ласк=- Эас-к
Асимметричная функция распределения приводит к стационарному току
где Рск - асимметричная по к функция распределения электронов, е 11-энергия электронов. Формула (1.30) выражает баллистический вклад в ток [78].
С точки зрения кинетики с фотовозбужденными электронами происходят следующие процессы [1,66]. Электрон, выброшенный светом в зону, изотропизируется в результате электрон-фононного и электрон-примесного рассеяния. То есть происходит процесс релаксации по импульсу (без какого-либо существенного изменения энергии). Характеристикой этого процесса является частота столкновений Ук. Другим процессом является термализация электронов или их релаксация к распределению Больцмана по энергии. Обусловлен этот процесс неупругостью рассеяния на фононах. Термализация характеризуется скоростью уе. Еще одним процессом является межзонная или примесь-зонная рекомбинация, характеризуемая временем жизни т электронов в зоне.
Времена, характеризующие вышеперечисленные процессы, соотносятся следующим образом:
(1.30)
1/Ук« 1/7в<<: *
(1.31)