WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

довалось голографическими методами в сильно легироФоторефрактивные свойства ниобата лития опреванных кристаллах, которые обладают большой фотоределяют примеси, которые имеются даже в чистом фрактивной чувствительностью в изучаемой области опкристалле. По данным ЭПР в нелегированном критического спектра. Подобные особенности эксперимента сталле присутствуют парамагнитные ионы [15]: преприводят к тому, что основной вклад в формирование имущественно Fe2+ ( 3 · 1016 cm-3), а также Mn2+, голографической решетки вносят фотовольтаический Cr3+, Ti3+ (< 1015 cm-3). Фотоиндуцированные измеэффект и связанные с ним явления переноса. В нанения показателя преломления в кристалле ниобата стоящей работе величина токов мала, поэтому влияние лития связываются с перезарядкой фоторефрактивных магнитного поля связывается с изменением в магнитном центров: Fe2+ Fe3+ + e-. Образовавшаяся система заполе асимметрии фотоионизации ионов примесей, а не с рядов влияет на оптические свойства кристалла поэффектом Холла. Однако вклад в суммарное изменение средством электрооптического эффекта. Характерные показателя преломления эффектов, связанных с перенозначения энергии фотовозбуждения ионов Fe2+[1,2] сосом заряда, продолжает наблюдаться. Это проявляется ставляют Eg = 3.1-3.2 eV, а магнитный момент [16] в образовании после серии экспериментов прозрачных колец оптической неоднородности, которая сохраняется µ(Fe2+) = 5.4µB, µ(Fe3+) = 5.9µB, где µB — магнетон Физика твердого тела, 2002, том 44, вып. Магнитоиндуцированные изменения фоторефрактивной чувствительности в ниобате лития Бора. Энергия фотона лазерного излучения на основной При определенной ориентации внешнего магнитного частоте составляет = 1.165 eV. Отношение Eg/ поля оно компенсирует несимметричность потенциала, совпадает по порядку и значению с экспериментальным которая вызвана внутренним полем.

отношением B1/B0, которое определяет влияние свойств В экспериментальных результатах можно увидеть каатома на несимметричность процесса фотоионизации. жущееся противоречие, состоящее в различной симметФоторефрактивные свойства связываются с несиммет- рии экспериментальных результатов и геометрии эксперичностью процесса фотоионизации, вероятность кото- римента. Так, экспериментальная зависимость фоторефрого зависит от относительных направлений поляриза- рактивной чувствительности от магнитного поля (4) ции лазерного излучения, оптической анизотропии кри- включает только нечетную функцию — гиперболический синус, а геометрия эксперимента имеет зеркальную сталла и внешних постоянных полей [3]. В неизменных симметрию относительно плоскости, образованной опусловиях вероятность процесса зависит от направления тической осью и волновым вектором накачки (рис. 1).

импульса фотоэлектрона и ее можно представить в виде Это противоречие можно объяснить тем, что магнито () = {1 + f ()}, где — симметричная часть 0 вероятности фотоионизации, f () — некоторая функ- фоторефрактивный эффект зависит не только от ориенция направления импульса фотоэлектрона относитель- тации магнитного момента примеси иона железа относительно оптической оси, но и от ориентации плоскости но оптической оси, характеризующего асимметрию поляризации и волнового вектора лазерного излучения процесса. Для нее в оптически одноосных кристаллах относительно оптической оси и магнитного момента, что должны выполняться условия | f ()| 1, f (0) =- f ().

вполне естественно. В отсутствие внешнего магнитного В случае одномерного процесса достаточно выделить поля фоторефрактивная чувствительность отлична от две вероятности фотоионизации — вдоль оптической оси ( ) и против ( ), которые определяются урав- нуля; следовательно, имеется несимметричность процес+ сов вторичной фотоионизации ионов примеси, которая нениями зависит как от направления оптической оси, так и = {1 ± A}, (5) ± от направления импульса фотона и его поляризации.

где A — параметр асимметрии, который характериВнешнее магнитное поле вносит дополнительную несимзует несимметричность вероятности фотоионизации и метричность в существующий несимметричный процесс определяется как отношение несимметричной части вефотоионизации, которая связана с преимущественной роятности к симметричной. Фоторефрактивная чувсториентацией магнитных моментов вдоль внешнего магвительность пропорциональна параметру асимметрии нитного поля. Таким образом, симметрия процесса опреSp(B) A. В соответствии с аппроксимацией (4) эксделяется направлениями четырех векторов: оптической периментальной зависимости Sp(B) получаем оси, внешнего магнитного поля, волнового вектора и поляризации лазерного излучения.

Eg B Eg Необходимо отметить, что в [10] представлены резульA(B) =A 1 + sh sh-1. (6) Bтаты исследований магнитофоторефрактивного эффекта в тех же условиях и в том же образце, что и в настояЗдесь A — параметр асимметрии при отсутствии магщей работе. Отличие состояло в ориентации кристалла нитного поля.

относительно внешнего магнитного поля и поляризации Магнитное поле B1 соответствует эффективному лонакачки. Оптическая ось и вектор магнитной индукции кальному внутреннему полю, которое вызывает побыли перпендикулярны плоскости поляризации накачки явление несимметричности потенциала иона железа.

(случай фазовой синхронизированной ГВГ oo e).

Это следует из вида зависимости фоторефрактивной Магнитное поле усиливало фоторефрактивный эффект.

чувствительности от магнитного поля (4), так как Были проведены исследования только для одного знаSp(B = -B1) =0. Энергия, отвечающая полю B1, равна чения поля, что связано со сложностью интерпретации µ(Fe2+)B1 = 1.2 · 10-4 eV — несимметричности потен- результатов. В случае oo e-взаимодействия интенциала иона в локальном поле кристаллической решетки.

сивность ВГ по величине сравнима с интенсивностью По величине она много меньше энергии тепловых коле- накачки и обе интенсивности изменяются по длине баний при комнатной температуре kT = 2.6 · 10-2 eV, кристалла, поэтому в настоящей работе кристалл был что проявляется в независимости процессов и сложении повернут на 90 вокруг направления лазерного луча.

вероятностей фотоионизации. Интенсивность ВГ уменьшилась до величины, трудно Поле B1 имеет электрическую природу, но при воз- различимой глазом, что позволило пренебречь ее влидействии внешнего магнитного поля оно проявляется янием и считать накачку постоянной по всей длине как эффективное магнитное поле. Внешнее магнитное кристалла.

поле может изменить условие ионизации фоторефрак- Таким образом, предложенная в работе методика тивных центров. Воздействие поля вызывает упругое измерения фоторефрактивных параметров на основе ориентационное искажение электронных оболочек без кинетики интенсивности фазовой несинхронизировансмещения электрических зарядов, что приводит к появ- ной ГВГ позволяет измерять фоторефрактивную чувстлению дополнительной несимметричности потенциала. вительность в кристаллах высокого качества. Для повыФизика твердого тела, 2002, том 44, вып. 1308 В.В. Гришачев шения чувствительности методики требуются кристаллы большой длины. В случае кристаллов с большой фоторефрактивной чувствительностью длина образца может быть много меньше. Основное требование к исследуемым кристаллам состоит в высоком их качестве и однородности.

Экспериментальные результаты, представленные в данной работе, показывают значительное влияние магнитного поля на фоторефрактивные процессы в нелегированном кристалле ниобата лития. Это влияние связывается с усилением несимметричности фотоионизации магнитной примеси — ионов железа, которые присутствуют в небольших количествах в кристалле.

В кристаллах с большим содержанием магнитных примесей (Fe2+) магнитоиндуцируемые изменения фоторефрактивной чувствительности могут достигать больших значений, что позволяет рассматривать возможность магнитного управления параметрами записи и стабилизации голограмм. Обнаруженный эффект может использоваться и для стабилизации работы нелинейных оптических устройств, в которых влияние фоторефрактивных параметров ограничивает применение таких кристаллов.

Список литературы [1] М.П. Петров, С.И. Степанов, А.В. Хоменко. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике. Наука, СПб (1992). 320 с.

[2] Ю.С. Кузьминов. Электрооптический и нелинейно-оптический кристалл ниобата лития. Наука, М. (1987). 264 с.

[3] Б.И. Стурман, В.М. Фридкин. Фотогальванический эффект в средах без центра симметрии и родственные явления.

Наука, М. (1992). 208 с.

[4] K. Buse. Appl. Phys. B64, 273 (1997).

[5] K. Buse. Appl. Phys. B64, 391 (1997).

[6] А.Р. Погосян, Б.Н. Попов, Е.М. Уюкин. ФТТ 24, (1982).

[7] И.Ф. Канаев, В.К. Малиновский, А.М. Пугачев. ФТТ 29, 692 (1987).

[8] C. Dam-Hansen, P.M. Johansen, P.M. Petersen, V.M. Fridkin.

Phys. Rev. B52, 13 098 (1995).

[9] М.П. Петров, В.М. Петров, П.М. Караваев. ФТТ 39, (1997).

[10] В.В. Гришачев. Сб. трудов XVII Междунар. шк.-сем.

„Новые магнитные материалы микроэлектроники“.

Изд-во „УРСС“, М. (2000). С. 264.

[11] Chr. a. d. Horst, K.-U. Kasemir, K.J. Betzler. Appl. Phys. 84, 5158 (1998).

[12] K.-U. Kasemir, K.J. Betzler. Appl. Phys. B68, 763 (1999).

[13] Н.И. Коротеев, И.Л. Шумай. Физика мощного лазерного излучения. Наука, М. (1991). 312 с.

[14] А.П. Леванюк, В.В. Осипов. Изв. АН СССР. Сер. физ. 39, 4, 686 (1975).

[15] И.Ш. Ахмадуллин, В.А. Голенищев Кутузов, С.А. Мигачев.

ФТТ 40, 1109 (1998).

[16] К.П. Белов. Электронные процессы в ферритах. Изд-во физ. фак. МГУ, М. (1996). 104 с.

Физика твердого тела, 2002, том 44, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.