WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Соотношение (1) характерно для простого акта ионизации локального уровня, когда можно пренебречь повторным захватом носителей из зоны [9]. Такое поведение было характерно для центра Ti3+ во всем исследуемом температурном интервале. Интенсивность Рис. 7. Спектры ЭПР в керамике PLZT 2/95/5, наведенные других спектральных линий изменялась не монотонно с облучением светом при комнатной температуре.

ростом температуры и времени нагрева. Так, для центра, g-фактор которого равен 2.012, интенсивность линии сначала увеличивалась при нагреве до T 130 K и лишь при T > 130 K начинала экспоненциально уменьшаться компоненты g-фактора равны [7] с увеличением времени нагрева и температуры. Такое g = ge; g = ge - 2/, поведение свидетельствует о том, что ионизированные с Ti3+ электроны не аннигилируют с дырками, а перездесь — константа спин-орбитальной связи, —велизахватываются более глубокими электронными центрачина расщепления энергетических уровней иона в кристаллическом поле, ge — g-фактор свободного электро- ми — Pb+ и с g = 2.012, увеличивая их концентрацию.

Численные значения энергий ионизации были получена. Следовательно, для поликристалла можно ожидать ны из выражения, определяющего зависимость вероятноg < ge. Средняя величина сверхтонкого расщепления (A = 0.018 cm-1) также находится в пределах значений, сти ионизации ловушки от температуры [9], характерных для иона Pb+ в других материалах (см., P(T ) =NeSV exp(-Ea/kT ), (2) например [8]).

2.4. Оптическое облучение при T = 290 K.

где Ea — энергия ионизации; Ne — эффективная плотДо облучения при комнатной температуре спектры ЭПР ность состояний в зоне проводимости или валентной не наблюдались ни для одного из исследуемых образцов.

зоне; V и S — тепловая скорость носителей и сечение После облучения ультрафиолетовым светом при комих захвата соответственно. Произведение NeSV можно натной температуре образцы выдерживались при этой приблизительно оценить как пропорциональное T, если температуре примерно 10–15 минут, после чего охлаждапренебречь температурной зависимостью S. Поэтому лись до T = 20 K и записывались спектры ЭПР. Исслетемпературная зависимость вероятности ионизации P(T ) дования показали, что в результате облучения ультраопределяется в основном экспонентой в (2) и, следофиолетовым светом при T = 290 K спектр ЭПР вознивательно, Ea может быть легко определена из наклона кает только в образце PLZT 2/95/5 (рис. 7). Как видно линии ln(P) как функции 1/T.

из рисунка, спектр точно такой же, как и индуцируемый Вычисленные таким образом значения энергии ионипри последовательном облучении ультрафиолетовым и инфракрасным светом при T = 20 K. Последующее об- зации для керамики PLZT состава 1.8/65/35 представлены в таблице. Для керамики PLZT 2/95/5 аналогичные лучение красным светом с длиной волны = 579 nm при комнатной температуре полностью стирает спектр ЭПР измерения энергии ионизации центров не проводились.

(рис. 7). Однако можно отметить, что ввиду большей ширины 6 Физика твердого тела, 2000, том 42, вып. 2196 В.В. Лагута, М.Д. Глинчук, А.М. Слипенюк, И.П. Быков Параметры спектров ЭПР и энергии ионизации фотоиндуцировыше потолка валентной зоны. Локализацию дырки на ванных дефектов в PLZT 1.8/65/ионах свинца можно связать с ионами La3+ в узле Ti4+.

Такое замещение La3+ является вполне вероятным уже Центр g-фактор E, eV при концентрации примеси больше 1%, так как одних Ti3+ 1.934 0.047(9) вакансий свинца будет явно недостаточно для компенPb3+ 1.999 0.117(6) сации избыточного положительного заряда, вносимого в Pb+ 1.992 0.262(9) решетку трехвалентным ионом.

Ni3+() 2.011 0.078(9) Очевидно, пара центров Pb3+ и Pb+ играет значительно большую роль в керамике PLZT, чем можно было бы ожидать от пары Pb3+ и Ti3+. Обладая термической стабильностью вплоть до комнатных температур, оба запрещенной зоны (Eg 4eV) для этого состава кецентра свинца будут оказывать существенное влияние рамики соответственно будут большими значения Ea.

Действительно, для PLZT 2/95/5 центры свинца (Pb3+ на формирование локально не скомпенсированного пространственного заряда, возникающего в керамике при и Pb+) являются термически устойчивыми и при комультрафиолетовом облучении. Обнаруженный нами эфнатной температуре.

фект оптической аннигиляции Pb+ и Pb3+ при воздействии облучения красным светом способствует исчезно4. Обсуждение результатов вению пространственного заряда. Такой же эффект наблюдается при нагреве образцов выше комнатной темпеПри облучении керамики PLZT светом, энергия коратуры, где процессы термической ионизации носителей торого приблизительно равна ширине запрещенной зос центров Pb3+ и Pb+ становятся интенсивными.

ны, в зоне проводимости и валентной зоне в большом Таким образом, условия, при которых образуются и количестве генерируются электроны и дырки, часть из разрушаются центры свинца, во многом подобны тем которых может быть захвачена на локальные уровни.

условиям, при которых, в частности, происходит запись образованные различного рода дефектами и примесями.

и стирание оптической (голографической) информации Одними из таких дефектов решетки могут быть центры в PLZT. Надеемся, что обнаруженные и исследованные вблизи примеси La3+. Положительно заряженную принами фотоиндуцированные явления помогут существенмесь La3+ (La3+ замещает Pb2+) можно рассматривать но продвинуться в понимании тех сложных физических исключительно как источник деформации решетки, а не процессов, которые лежат в основе практического придонор, поскольку отсутствуют какие-либо указания на менения оптически прозрачной керамики PLZT.

возможность локализации электронного уровня этого иона в запрещенной зоне. Тем не менее такой дефект, благодаря вызванным им смещениям окружающих ио- Список литературы нов решетки, является локальной потенциальной ямой [1] Qi Tan, D. Viehland. Phys. Rev. B53, 14 103 (1996).

для свободных электронов, которые переходят на од[2] M.El. Marssi, R. Farhi, J.-L. Dellis, M.D. Glinchuk, L. Segnin, ну из свободных 3d1 орбиталей ближайшего Ti3+ или D. Viehland. J. of Appl. Phys. 83, 5371 (1998).

6p1 Pb+, что является энергетически выгодным из-за [3] W.L. Warren, C.H. Seager, D. Dimos, E.J. Friebele. Appl. Phys.

возможного псевдо-эффекта Яна–Теллера [10,11]. ПоLett. 61, 2530 (1992).

добный механизм локализации электронов реализуется [4] W.L. Warren, B.A. Tuttle, P.J. McWhorter, F.C. Rong, и в кристаллах PbWO4, легированных La3+ и Y3+, E.H. Poindexter. Appl. Phys. Lett. 65, 482 (1993).

где центры W5+–La3+ и W5+–Y3+ идентифицированы [5] Ю.Л. Максименко, М.Д. Глинчук, И.П. Быков. ФТТ 39, очень убедительно по наблюдению сверхтонких линий 1833 (1997).

139 от изотопов La и Y [11].

[6] V.I. Dimza, A.A. Sprogich, A.E. Kapenleks, L.A. Shebanov, Второй идентифицированный нами электронный A.V. Plaude. Ferroelectrics 90, 45 (1989).

центр (Pb+) является более глубоким и термически [7] Дж. Вертц, Дж, Болтон. Теория и практические приложеустойчивым по сравнению с Ti3+. Именно этот дефект ния метода ЭПР. Мир, М. (1975).

должен играть важную роль в фотоиндуцированных [8] I. Heynderickx, E. Goovaerts, S.V. Nistor, D. Schoemaker.

явлениях в керамике PLZT вблизи комнатных темпераPhys. Stat. Sol. (b) 136, 69 (1986).

тур. По-видимому, механизм локализации электрона на [9] R. Bude. Photoconductivity of Solids. John Wiley and Sons, ионе Pb3+ является аналогичным рассмотренному выше Inc., N.Y. (1960).

[10] M.D. Glinchuk, R.O. Kuzian, V.V. Laguta, I.P. Bykov.

для узла Ti4+. Хорошо известно [12], что в содержащих In: Defects and Surface-Induced Effects in Advanced свинец оксидах 6p состояния свинца наравне с nd Perovskites / Ed. by G. Borstel et al. Kluwer Academic состояниями иона типа B строят дно зоны проводимости, Publichers, Netherlands (2000). P. 367.

поэтому в таких дефектных узлах решетки фотоэлектрон [11] A. Hofstraetter, H. Alves, M. Bhom, M. Luh, D.M. Hofmann, может локализоваться также и на 6p1 орбитали иона A.Vedda, V. Laguta et al. Rad. Effects and Defects in Solids свинца, образуя парамагнитный центр Pb+.

(2000), in press.

Центр Pb3+ (6s) в отличие от центров Pb+ и Ti3+ [12] Y. Zhang, N.A.W. Holzwarth, R.T. Williams. Phys. Rev. B57, является акцепторным. Его локальный электронный уро12 738 (1998).

вень расположен на расстоянии приблизительно 0.12 eV Физика твердого тела, 2000, том 42, 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.