Фотоэлектрические эффекты в активированных кристаллах класса 3m тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНЫХ ПРОКШ ФИЗИКИ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК АРМЕНИИ

РГб од

2 5 ню/] п'>

На правах рукописи УДК 535.36:535.21:778

ШАБЕКЯН СУРЕН ИВАНОВИЧ

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В АКТИВИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛАХ КЛАССА За»

Специальность 01.04.07 - физика твердого тела

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ЕРЕВАН - 1 993

Работа выполнена в лаборатории радиационной физики твердого тела Ереванского физического института.

Научные руководители:- доктор физико-математических наук,

профессор С.Г.ОДУЛОВ доктор физико-математических наук, доцент В.В.ОБУХОВСШ

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Э.Ы.КАЗАРЯН (Ереванский гос. университет) кандидат физико-математических иаук, начальник участка сегнетоэлектричес-ких кристаллов К.Г.БЕЛАЕАЕВ (зазод "Рубин" г. Ванадзор)

Ведущая организация: Институт кристаллографии АН России

Защита состоится" $ " 199^ г. в 43 часов нг

заседании Специализированного Совета Д.005.20.01 при 1ШШ> НА! Армении (375014, Ереван, ул. Гр.Нерсесяна, 25).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИППФ НА! Армении.

Автореферат разослан " ^ " 199^ г.

Учёный секретарь

Специализированного Совета, щЦиишуЖ-—.

/кандидат физико-математических наук ' М.А.Саркися

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Кристаллы класса Зт представляют собой рспекти7 ; среды для оптической записи и обработки ннформа-п. В ос иве этих применен™ легят фоторефрактивный эффект, е. фотовозбузденне свободных носителей заряда и их простран-■венное перераспределение с последующ формированием объемного ¡ряда. Уникальным свойством данных кристаллов является объемный >товольтаическш1 эффект (ФВЭ), т.е. возникновение стащюнарного «а при однородном освещении кристалла [1,2]. В настоящее время 'от эффект успешно используется для записи так называемых сдви-1вих динамических голограмм и осуществления усиления и генера-п когерентного света [3]. Однако сам по себе этот эффект не-:едован крайне мало, что связано как с объективными трудностями мерения малых токов, так и с принципиальными ограничениями ;ектрометрических методик при измерении некоторых спеццфяческих •:яюненг фотовольтаического (<?3) тока. 3 связи с эткм, накопле-:е новых эксперт,ментальных данных о ФВЭ актуально как для по-роения адекватных глисроскопических моделей, так и для практи-ского зспс.-, .1с_..аия нецентроигмметричных кристаллов в динами-скоЗ гологр4 ш и не лишенной оптике.

Целью настоящей работы являлось:

- экспериментальное исследование прсстранственно-осщьипфуи-х ФВ токов и разработка электрометрических методов оценки :ссм-ненты З^з> ответственной за возгакновение циркулярного ФВЭ;

- исследование тензорных свойств объемного ФЗЭ в кристаллах П103 и Ы7.Ю3, легированных пракваш Ре и Си.

Научная новизна работы.

- В работе впервые проведены электрометрические измерения су. четырех нвзаваокых хегшенент тензора линейного ФВЭ в ;<р:;е -япах ЫТа.О,:?а и мтлО,:Си, а тзкзе недпагональной ко:яю::-ьтпрз .•спх.'псго '153 з чристпллах ы:№03:Ре и ЬГГсО-.:" •чхгслз .удедого излучения от 2,07 до 3,88 эЗ.

- .гт/лсевсхлга медью кристаллах шебзта и тантя/-".';- •

е^зкт изменения знака компоненты '. ' ■

¡г п ¡0огс;1.';,!:1 рзздггпгсЛ оперпш.

- Найдены экспериментальные условия прямого детектирования циркулярных ФВ токов в объеме образца электрометрическим методе»!.

- В примесных кристаллах ниобата лития обнаружен эффект возникновения двуосности, менящей знак у противоположных граней образца, который объясняется существованием электрически заряженного состояния в этом материале.

Практическая ценность работы.

Показана принципиальная возможность измерения антисимметричных компонент фотовольтаического тензора прямым электрометрическим методом.

На защиту выносятся следующие положения:

- Существует попарная корреляция спектральных зависимостей компонент линейного ФВЭ в кристаллах LlTa03:Fe (£333-03ц и 0222'$113) и полная корреляция всех четырех действительных компонент тензора р в кристаллах LlNb03*.Ie.

- При отклонении направления распространения возбуждающего пучка от оптической оси кристалла в образце возникают простран-ственно-осциллирувдие токи, период осцилляций которых можно подобрать большим, чем толщина образца, либо толщина поглощающего слоя, варьируя угол отклонения. Это можно использовать для прямого измерения компоненты тензора циркулярного ФВЭ.

- Примесные кристаллы ниобата лития могут обладать объемно распределенным электрическим зарядом одного знака, а нейтрализу-щЛ заряд распределен по поверхности образца. Результатом этого является существование в образце центрально-симметричного статического поля, все три компоненты которого Е_ „ „ отличны от

А,У ,¿1

нуля.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на всесоюзном семинаре "Новые экспериментальные методы в радиационной физике полупроводников" (Ереван, 1985 г.), всесоюзной конференции "Радиационная физика и химия неорганических материалов" (Рига, 1989 г.), всесоюзной научной конференции "Фотоэлектрические явления в полупроводниках" (Ташкент, 1989 г.), международной конференции ""Photorefractive materials, effects, and devices" (Киев, 1993 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опублико-■\но 5 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и библиографии.

■ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш, сформулирована цель работы и кратко изложено содержание работы.

В первой главе дан литературный обзор основных экспериментальных и теоретических результатов изучения фотовольтаического эффекта.

Первые экспериментальные исследования ФВЭ [1,21 показали, что возникающие ФВ токи зависят от интенсивности световой волны, ггаа кристалла, характера примеси, и ее концентрации. Качественная модель ФВЭ впервые была дана Глассом С21. Предполагалось, что ФВЭ в сегнетоэлектрихах типа МЖ^^е обусловлен асшметри-зй потенциала примесного центра, с которого происходит фотовоз-Зувдение электронов, в результате чего вероятность рассеяния фо-ровозбувденного нетермализованного электрона в зоне проводимости го и против оси спонтанной поляризации кристалла оказывается не-дашаковой. Глассом была найдена эмпирическая зависимость для шотности ФВ тока:

рЬ>е1

(1)

де 1с - константа Гласса, у - коэффициент поглощения, I - интен-ивность света, р - квантовый выход, I - длина свободного про-эга.

Теоретические работы [4,51 показали, что на самом деле ФВЭ зляется тензорным. При феноменологическом описании ФВЭ исполь-^ется общее выражение для плотности ФВ тока:

-11 - *1П1 К- (2)

Здесь Ед, Е-^ - компоненты электрического поля световой вода

~~ тензор третьего ранга, который содержит как действител ные так и мнимые компоненты, ответственные за возникновение с ответственно линейных (свет поляризован линейно) и циркулярн (свет поляризован эллиптически) ФВ токов. В первое главе прив дены свойства тензора ФВЭ, вытекающие из симметрии кристалл класса Зт. Обсувдены основные модели объемного ФВЭ модель аси метричных ям, баллистическая модель, модель возникновения ФВЭ примесных комплексах. Приведены оценки ФВ констант для казд описанной модели. Рассмотрены немногочисленные экспериментальн работы по изучению объемного ФВЭ. В работах [6,7] впервые изм рены как продольные так и поперечные ФВ токи в кристаллах ниоб та лития с железом и медью и сделаны оценки пространственно о нородных компонент тензора линейного ФВЭ. В работе [81 подобн исследования проведены для кристаллов танталата лития. Описа основные трудности измерения пространственно-осциллирунцих т ков, определяемых недиагональными компонентами тензора.

В одноосных кристаллах, к которым относятся кристаллы кла са Зт, двулучепреломление приводит к осцилляции ФВ токов, опр деляемых недиагональными компонентами и При усредн нии по толщине кристалла пространственно-осциллирующие токи с ращаются в нуль. Прямые электрометрические методы исследовав пространствешю-осциллируадих токов [9,10] не давали надежЕ количественных данных об объемных характеристиках и поскольку измерения токов проводились в приповерхностном слое.

Измерения объемных пространственно-осциллирующих токов х нее были выполнены с помощью голографической методики [11,12 Токи, возбуждаемые двумя ортогонально поляризованными волна»/ обыкновенной и необыкновенной, приводят к формированию решеч пространственного заряда, поле которого модулирует высокочастс ную диэлектрическую проницаемость. В результате появляется вс мощность дифракции светового пучка на возникшей голографичес! решетке и по дифракционной эффективности можно судить о мод компоненты э113 тензора ФВЭ. Данный метод позволяет измер! объемную характеристику, однако он применим только к фоторефрг тивным материалам.

Таким образом, критический анализ теоритических и экспе]

[тальных работ по объемному ФВЭ позволил уточнить и обосновать и настоящей работы, сформулированные на первой странице авто->ерата.

Во второй главе, методической, содержатся сведения об ис-дуемых кристаллах шюбата и таиталата лития, приводится опи-не экспериментальной установки по измерению компонент тензора , а тэкке приведена схема и результаты измерения коэффициен-погло'деш;л исследуемых кристаллов.

;'.спсльзоп2лись кскскрясталлн шюбата и танталата лития, вы-

ХТ.ОГО М5ТСДС.Ч ЮхрЗЗСТ'СОГО. Х8ГПрОВ£ЕНН8 пряаесямн Fe и Си. "у-\Т "Ю оЗгззп1.* ras^r порчу параллелепипеда с размерами „ ! тсотор:« ?Ьф?ЗЭЛ!СЬ из монодоменных буль. гп-чссгне КСТОЧ1ТК?. osera попользовалась ксенопозая лампа ■слгч \ :;•; , саз? ионохромагазировакся спектрометром ОФ -В гс::отас:.учз:и (гл. 3, § 3) измерение ФВ токов провода-з тлп пег::';:::д!-1-"*к1 rarpieinreM Не - С<1 лазера (X = 0.44 мюл, jq, аанейн&лыш nro.neosb 'лкшосто в пучке 45 mBt/cv/-'. гшнй пучок техсс1сс'.г.;:ж!лсл с уем, чтобы равномерно освещать поверхность передней грашт кристалла. Все полученные резуль-I корректировались с учетом поглощения и неоднородности осве-;я кристалла [71. С зтой целью для всех исследуемых кристал-бпли нзйсрз;ш спектры поглощения. Схема и результаты измере-коз?фщиентов поглощения в кристаллах LlNbO.,:Fe (0.03 %), LlTaC3:Fe (0,038 вес.%), ШШ03:Си (0J вес.'Г/. .03:Cu (0.3 2ec.S) представлены в последнем параграфе главк

В тгзтьс-'! Г7?кз ггеедстпвпонц результаты измерения . -:(, П'г; ?елоорз Л:не:;ного ÍB3 р^-р, а так?:е ло; : .;:;.:.::?.'.еш:С<у методу пзчерзния этой компонента, 'г." д/л ÍB тока, возбуждаемого в одноосном крист:' : рлслроетргнявдкск под «злю/а углами к оптичес*:с^ : з. Оллсяпа прэдлс •.< работе методика измерз""'

•rax'i кс.-пхснентн гепсорг пяркулярного ФВЭ . э прямым электрометрическим способом. При измерении компоненты .тиейяого ФВЭ 5 С13], основанный на измерении объемного ОВ гокс. ."'"буг.гя-) е направлении осп X (нлп Т необыкновенной зо;лс-озсг.фос-

транякщейся под углом а к оси 2 I лежащей в плоскости гх (ил; 2У)(рис. 1). В случае измерена тока вдоль оси X плотность ток; записывается в следующем виде,

И—0'

* ^ = I еш 2«. (З:

—При малых углах а правая част!

Рис. 1 уравнения равна 2^13 I а.

Однако ранее [13] не учитывалось френелевское отражение } ОТ поверхности образца (I = 1°( 1-Й), Р = ,

где I- интенсивность света в образце, I0- интенсивность, падающая на кр;:с.талл ), и не подчеркивалась необходимость пересчет: угла распространения света в кристалле ( « = в!п-1а°)/п^, а0- угол падения, п - коэффициент преломления для необыкновенно: волны, распространяющейся под углом а к оси 1). В работе показано, что при игнорировании этих поправок вычисляемое значение компоненты (З^д отличается от действительного значения более чен. в два раза.

Приведены результаты измерения угловой зависимости тока ] ,

а

определяемого компонентой тензора линейного ФВЗ в кристаллах Ы№з03 и Ь1Та03 с примесями Ре и Си. Показано, что все зависимости соответствуют уравнению (3) для случая отклонения луче на малые углы.

Далее рассматривается случай возбуждения ФВ тока светом, распространяющимся под произвольным малым углом к оптической оси одноосного кристалла. Представлен теоретический расчет для угловой зависимости ФВ тока индуцированного этим светом. Описывается прямой электрометрический способ измерения компоненть

тензора циркулярного ФВЭ, в объеме образца.

Суть метода заключается в следующем. Свет распространяете? вдоль оси Ъ, поляризация света направлена вдоль'оси X или оси 1 (лабораторная система координат Х,У,г связана со светом). Кристалл устанавливается на плоскость хг, исходная ориентация кристаллографических осей Х^Х^.Хд - ХиХ^ УнХ2, гпХ3. Кристалл можнс вращать в плоскости XI и наклонять по отношению к оси У, однако

а

>сь Х1 все время находится в шоскости Л (рис. 2). Ориентация '.ристалла задается двумя углами: : - между ОСЯМИ X И Х1 - угол по-орота, г) - между осями У и Х2 -гол наклона. Измеряются зависи-ости 1Х1(«) яри различных плотность тока в этом случае со-компонент ФВ следо-

ержит вклады трех ензора и ^222*

ательно ток 1Г< = 1(0

^113

'113'

) + Н0222)- рис- 2

Последовательность измерений. 1. При ориентации кристалла ХиХ^ УнХ?

^ризационная зависимость (<р) ( 1Х)

гиХ3 измеряется по-р222 1 з1п ) и

1ределяется компонента Р222*

2. Измеряются зависимости 1Х1 |е1|Х(<0 и ^х^енУ*™' ^ ®ик"

фованном угле п ( оптимальном для определения ).

3. В соответствии с теорией суммирование ^х^енх*®) и Г1'енУ^ Должно дать линейную зависимость от а; отсюда нахо-[тся компонента Р^з-

4. Зная ^22 и Н13* из зависимости ^х^еиХ^ можно опре-лить

Функционально измеренные зависимости ^'енХ^ и 1|е||у(«) для кристалла ЬШэО^Ре (0,03 вес.Ж) хорошо согласу-ся с теоретическими расчетами (рис. 3). 1з сопоставления с

^•20

10

-- о

X

-10

-20

1 !

-10 -5 теория ооооо эксперимент

РИС. 3

О 5 10 Я (град)

расчетными формулами находим 8*10 10А/Вт,

= 1,2.10~10А/Вт. р??9= 0,4.10~'°А/Вт.

Четвертая глава посвящена описанию измерений ФВ токов, с ределяемых всеми четырьмя независтвми компонентами линейнс ФВЭ в кристаллах ниобата и танталата лития с примесью железа меди. Приведены зависимости 46 токов от интенсивности, поляре цисвные зависимости, а также спектральные зависимости компоне тензора р311, Р333, и

Поляризационные зависимости ю токов, определяемых компсне тами р311, р^' $222 всех ясследуемш. кристаллов, соотвс

ствовали феноменологаческс выражению (2). Коррелш спектральных зависимостей вс четырех компонент тензора J нвйнаго ФВЭ для кркжи Ь1ЫЬ03:Ге (0.03 вес.*)(рис.^ свидетельствует о единсг центров, определяющих линей! № токи в этом материале. ] рактереой особенностью сш тральных зависвюстей кош

нент 0333, 0222 и ^113' криссталлах Ша03:?е (0,( вес.*) является наличие пк в диапазоне от 2,1 до 2,7 : Для проведения сопоставите, ного анализа нами рассматрю лись спектральные зависимо) отношений компонент £333, и р®13 к компоненте р311, в сто тре которое нет резких особенностей. Результаты такого анаш показали, что отноиение р333/р311 меньае всего зависит от эн< гии кванта (с точностью до 35 X не зависит от энергии квант: Очевидна также корреляция спектральных зависимостей р^13/р311 0222^311* ®°рмы кривых качественно повторяются. Точки макся нов и минимума соответствуют одним я тем же энергаям света, кая корреляция позволяет сделать предположение, что фотоволь1 ические токи, распространяющиеся в перпендикулярном направлю

аквргва фотонов (эВ)

Рис. А

к оси спонтанной поляризации С , возникают вследствие фотовоз-бувдения носителей заряда с одних и тех же примесных уровней. То же можно сказать о токах, распространяющихся вдоль оси С и определяемых компонентами р^з и р311.

Измерения спектральных зависимостей компонент ФВ тензора в кристаллах Ь1Ш)3:Си (0,1 вес.*) и Шй03:Си (0.3 вес.Ж) показали корреляцию компонент р311, р£22 в кажД°м кристалле. Од" ^ 113

нако спектры компонент для этих кристаллов существенно отличаются от спектров трех других компонент. Основное отличие заключается в том, что компоненты ß ^ 13 меняют знак в зависимости от длины волны возбуждающего излучения (рве. 5). Подобный результат наблюдался только для компоненты ß^ в кристалле ВаТ103 [141, и объяснялся квантовомеханической интерференцией электронных волн, взаимодействующих с примесными комплексами до-норно - акцепторного типа (151. Подобная спектральная зашсаюсть компонент дает основание предполагать, что примесь Си создает бинарные деффектные центры в кристаллах ЫКЪ03 и ИТа03.

in

ОI

'о

<п

оэ,-

100 -

- 100

O.Ol 0.02

-0.02

oeeeo UMbO^Cu oeeeo liTaO^Cu -

2.0

2.5

энергия фотонов (эВ)

Рис. 5

4.0

Анализ спектральных зависимостей компонент тензора линейного ФВЭ в кристаллах Ь1Ш)3 и Ша03 с примесями Ре и Си позволяет сделать вывод о том, что свойства ФВ центров, с которых, происходит фотовозбувдение носителей заряда, определяются как типом кристалла, так и типом вводимой примеси. Однако примесь одного типа может создавать в различных кристаллических матрицах № центры, обладащие схожими характеристиками (например: примесь

Си в кристаллах 11Ж)3 и ЫТа03).

Полученные нами данные по константам линейного ФВЭ, при энергии фотонов равной 3 эВ сведены в таблице 1.

Таблица 1.

константы Гласса ЫНЬО^е Ъ1Ш)03:Си ЫТа03:Ре Ь1Та03:Си

к311 (р!)311 4.3»10-у 1.3 0.33.10~у 0.1 2.8»10_у 0.84 0.54.10~у 0.16

к333 (рь)333 4.8»10~У 1.4 0.81.10~у 0.24 3.2»10~У 1.0 0.66.10~у 0.2

к222 (рь)222 0.36«10"У 0.11 0.077«10"У 0.02 0.05.10"У 0.015 0.097.10"у 0.03

к3 К1ДЗ №>113 0.21«10"У - 0.06 0.096.10~У 0.03 0.07.10"У 0.02 0.23«10"у 0.07

к - [см»В ], (рЬ) - [А]

В пятой главе описывается обнаруженный эффект возникновения двуосности в примесных кристаллах ниобата лития. Дается теоретическое обоснование гипотезы о существовании особого, электрически заряженного, состояния этих кристаллов, приводящее'к возникновению внутреннего электростатического поля. Приводятся результаты расчетов для ФВ токов в двуосных кристаллах. Показано, что при измеряемых значениях ФВ констант двуосность не оказывает существенного влияния на угловые зависимости фототока.

При рассмотрении коноско-пических картин образцов ниобата лития 1 среза, легированных примесями железа или меди, было обнаружено, что после облучения интенсивным светом видимого диапазона все области кристаллического образца, кроме центральной его части, становятся двуосными ( рис. 6).. При этом плоскости бинормалей

вблизи противолежащих грзноГ. рзэнерпутн друг относительно друга по 90°. Теоретический анализ показал, что пьезоэлектрический эф-•: в средах сжпетрпн Зя "е погят объяснить получаемые резулъ-т.т.к, если внутренние напряжения носят характер гидростатического давления, одноосного скатил ила сдвига в любой из плоскостей. Отсутствие двусснссти в центре все:-: образцов, вне зависимости от кзста були, из которой вырезался образец, а такке восстановление оптической однородности при достаточно кратковременном откиге (Т=7С0°С в течение 20 минут), указывает на то, что изучаемый эффект нельзя объяснить неравномерностью распределения примеси в ■выращенном кристалле. Предполагается, что в кристалле под дейс-гвиетл излучения возникает объемный заряд р0, а компенсирующий заряд при это:.", равномерно распределен по всей поверхности образца. Следствием этого является возникновение электростатического толя внутри кристалла. В случае плоскопараллельной пластины, вырезанной перпендикулярно оси X, пространственное распределение внутреннего поля имеет следующий вид:

Е°СО

4лр

= 9 (1х/2 - X ) -д-^ л. (4),

£хх

Здесь - компонента статистической диэлектрической проницае-юсти, ©Та) - функция ступеньки, равная +1, если а>0 и нулю, ес-ги а<0, координата х отсчитывзется от центра образца. При воз-пшювешзд в кристалле такого поля, эллипсоид оптической индикатрисы деформируется вследствие линейного электрооптического эффекта. Уравнение для сечения зллкпссида плоскостью 2=0

ао + ^ -2г22ЕххЛ= - (5)

:видетельствует о тем, что поле Ех деформирует оптическую инди-:атрису под углами ±45°. Теоретические расчеты полностью сов-:адают с данными эксперимента и при рассмотрении уравнений для шпоненты поля 7° вдоль оси Т.

Далее в этой главе рассматривается случай возбуждения ФВ оков в двуосных кристаллах. В выбранной нами геометрии измерение тока вдоль оси л, отклонение светового пучка в плос-

кости К) нужно учитывать, что в кристалле возбуждаются две поляризованные моды. Полное световое поле в среде записывается при этом следующим образом:

А(г) = (А(о)е1(к))е1(к)ехр[{-|-п1(к)^§1Г- -¿-а] +

+ (А(о)е2(к))е2(к)ехр(1-§-г.2(!:)-^шг- (б:

где п., (к), п2(к), е^к), е2(к) - показател: ярзлогт^шя ¡-. ; поляризации соответствующих мод, е - угол - '

осью Ъ, у - коэффицпэнт поглощения. 0-1;оача:-б-.,.ьное и •

плотности ФВ тока содержит чхеш, пъс-аорцзаяй,'*'^ [ 1«/с (г^ЦО-п^Г.)) 2/соз в]. Т. е. <¿»5 кг: ссцых-дое'4 и ¡о.: трансгве вдоль оси 2,. 1с:л не менее расчет;.' показывает. иге плитуда этих осцилляций так .мала, что нэ вносит заметных отгл.:-нений в угловую зависимость тока описываемого уравнение;.

(3). Заметим, что это утверждение верно тогда, когда з расчета:: используются измеренные для одноосных кристаллов значения шлпо-нент тензора ФВЗ и измеряемо по коноскопическим картинам углы между бинормалями. Однако в кристаллах, обладающих другими значениями ФВ констант, влияние двуоспости ыо;хет привести к изменениям угловых и поляризационных зависимостей фотовольтаичесип: токов.

3 А К Л П Ч Л Ы И Е

Основные результаты я ьллоды работы мокно сформуляроззР;. следующим образе;.-:

1. В кристалла:: LlTaO.,:I'e наблюдается явно 2Ltp¿:.cHH&;: попарная корреляция спектральные зависимостей коишсшмпг .•uüT.^a-j* ФВЭ (Р333 и р311 с одной сторона, р2?2 и píj 13 - с г,.., стороны); в Ш1Ь03:1-'о корро;:,^^ спектральные заансс^ста seo г. четырех действителыгн:: ко;ип т^пзера р. Эти далгше сь-.;те-тельствуют о едало:.! пропело.;;.:;!;; ysez лотюрошш (раслро;;;.-нящихся перецдшеулярло ос:: и) (¿ох-свольтгическш: .. .•:: .. ••--

ельно, всех продольных (распростронящихся вдоль оси С) ФВ то-:ов в кристаллах ниобата и танталата лития с делезом. Для крис-аллов нпобата хгтя с зелезсм все линейные фотовольтаические схл скорее всего связаны с фотопереходаш с одних и тех ке пра-;есных уровней.

2. В кристаллах ЬШЮ3:Си и ЫТаО^гСи компонента тензора

меняет знак в зависимости от длины волны облучающего света,

¡то согласуется с гипотезой о наличии в кристаллах класса Зт би-¡арных ФВ центров.

3. Анализ спектральных зависимостей кошонент тензора ли-гейного ФВЭ в кристаллах ЫЖ>3 и Ь1Та03 с примесями ?е и Си юзволяет сделать вывод, что свойства ФВ центров, с которых про-гсходат фотовозбуздение носителей заряда, определяются как типом сристалла, так и типом примеси вводимой в. кристалл. При этом гримесь одного типа может создавать в различных кристаллических гатрицах ФВ центры, обладающие схозшш характеристиками.

4. Обнаружен эффект возникновения двуосности в примесных кристаллах ниобата лития. Теоретический анализ показал, что при-таной возникновения этого эффекта является особое электрически заряженное состояние кристалла, в результате которого появляется внутреннее электростатическое поле.

5. На основании расчетов показано, что при измеренных значениях компонент тензора ФВЭ (^222' ^113' ^113^' 11 навеДенной двуосности (углы между бинормалями £ 3 ) зависимости ФВ тока вдоль оси X о^ угла падения световой волны на кристалл Ъ среза практически не изменяется по сравнению с таковой в отсутствии двуосности. Это позволяет извлекать данные о симметричной компоненте тензора ФВЭ из угловых зависимостей ФВ тока даже при наличии наведенной двуосности.

оо

6. Предложена новая методика измерения компоненты циркулярного ФВЭ, основанная на измерении угловой зависимости тока в условиях малого отклонения пучка накачки от оптической оси кристалла. В осйове метода лежат два фактора. Во-первых, при приближении направления распространения к оптической оси разность показателей преломления становится настолько малой, что перод осциляций щюстранственно-осциллирущего тока становится сопоставимым с толщиной образца. Во-вторых, при направлении на

кристалл смеси обыкновенной и необыкновенной волн на определе] ной толщине кристалла всегда возникнет циркулярная поляризаци необходимая для возбуждения тока, связанного с

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Карабекян С.И. Прямое измерение недиагональной компонент тензора линейного фотогальванического эффекта в кристалла LlNb03:Ie.- ФТТ, 1991, т.33, N2, С.633-635.

2. Karabeklan S.I. and. Odoulov S.G. Bulk, photovoltaic effect 1 IlTa03:Pe crystals. Phys. Stat. Sol.(b), 1992, v.169 p.529-535

3. Karabeklan S.I., Obukhovsky V.V. Nondlagonal component o: linear photovoltaic tensor In (topped LlNb03 and LITaO. crystals. Preprint of Yerevan Physical Institute, 1370(1)', 1992, 22p.

4. Karabeklan S.I., Obukhovsky V.V. Nondlagonal component oi photovoltaic tensor In LlNb0o:Cu and LlTaO,:Cu crystals. Technical digest of OSA Topical Meeting on Photorefractive materials, effects, and devices (PRM'93), 1993 Kiev,

p.530-533.

5. Обуховский B.B., Карабекян С.И. Электрически заряженные кристаллы LlNb03:Gu. Препринт Ереванского физического института, 1401(12), 1993, 12 стр.

miTMPyaiAfl MTEPAOTA

1. Frldkln V.M., Grekov A.A., Ionov P.V., Savchenko E.A., Rodin A.I., Verkhovskaya K.A. Photoconductivity in certain fer-roelectrlcs.- Ferroelectrlcs, 1974, v.8, N1/2, p.433-435.

2. Glass A.M., von der Llnde D., Negran T.J., High-voltage bulk photovoltaic effect and the photorefractive process in LINbOg.- Appl. Phys- Lett., 1974, v.25, N4, p.233-235.

3. Kukhtarev N.V., Markov V.B., Odoulov S.G., et. al. Holographic storage In electrooptlc crystals.-Ferroelectries, 1979, v.22, N4. p.949-960.

4. Еелиничер В.И., Малиновский В.К., Стург,?ан Б.И. Фотогальванический эффект в кристаллах с полярной ось».- ЮТФ, 1977, т. 73, в.2(8), с.692-699.

5. Белиничер В.И., Стурман Б.И. Фотогальванический эффект в средах без центра симметрии.- УФН, 1980, т.130, в.З, с.415-458.

6. Фридкин В.М., Магомадов P.M. Аномальный фотовольтаический эффект в LlNb03:Fe в поляризованном свете.- Письма в ЮТФ, 1979, т.30, в.1, с.723-726.

7. Festel H.G., Hertel P., Kratzlg E., von Ealtz R. Investlge-tlon of the photovoltaic tensor In doped LlNb03.-Phys. Stat. Sol.(b), 1982, V.113, N1, p.157-164.

3. Авакян Э.М., Белабаев К.Г., Одулов С.Г. Фотогальванический эффект в восстановленных кристаллах такталата лития.- Изв. АН СССР (сер. физ.), 1983, т.47, в.4, с.656-659.

>. Фридкин В.М., Верховская К.А., Каримов Б.Х., Лазарев В.Г., Родин А.И., Пространственно-осциллирующий ток в сегнетоэлек-трике SbSI.- ДАН СССР, 1980, Т.255, N6, с.370-372.

I. Казанский П.Г., Прохоров A.M., Черных В.А., прямое обнаружение циркулярного фототока в ниобате лития.- Письма в ЮТФ, 1985, т.41, в.9, с.370-372.

. Одулов С.Г. Обнаружение пространственно-осциллирующего фотогальванического тока в кристаллах ниобата лития, легированных железом.- Письма в ЮТФ, 1982, т.35, в.1, с.10-14.

. Novlkov A., Odoulov S., Olelnlk 0., Sturman В. Beam-coupling, four-wave mixing and optical oscillation due to spa-tlally-osclllatlng photovoltaic currents In lithium nlobate crystals.- ierroelectries. 1987, v.74, N1, p.295-315.

. Авакян 3.M., Белабаев К.Г., Киселева И.Н., Одулов С.Г., Ренкачизская Е.И. Вырожденное четнрмволновое параметрическое рассеяние с поворотом плоском» паляршации в кристаллах

танталата лития.- УФЖ, 1984, т.29, N5, с.790-793.

14. Koch W.T.H., Munser R., Ruppal W., and Wurlel P. Bulk photovoltaic eiiect In BaTlO^.- Solid State Comunlcatlon, 1975, V.17, p.847-850.

15. Обуховский В.В., Стоянов А.В., ?Лодель фотовольтаических центров в сегнетоэлектриках.-Известия АН СССР (сер. физ.), 1983, Т.47, N4, С.652-655.