Фотоіндуковані гратки просторового заряду в сегнетонапівпровідникових кристалах Sn2P2S6 - Автореферат

Міністерство освіти і науки України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРобота виконана на кафедрі фізики напівпровідників та в Науково-дослідному інституті фізики і хімії твердого тіла Ужгородського національного університету Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Грабар Олександр Олексійович, завідувач відділом Інституту фізики і хімії твердого тіла УЖНУ Офіційні опоненти: доктор фізико - математичних наук, професор Кикинеші Олександр Олександрович, Ужгородський національний університет Міністерства освіти і науки України, кафедра твердотільної електроніки доктор фізико - математичних наук, професор Влох Ростислав Орестович, Інститут фізичної оптики Міністерства освіти і науки України (м. Захист відбудеться “_27_”_травня_2004 р. о _1400_год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К61.051.01 в Ужгородському національному університеті Міністерства освіти і науки України за адресою: м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Ужгородського національного університету (м.Дисертаційна робота включає результати досліджень, що виконувались на кафедрі фізики напівпровідників і в Науково-дослідному Інституті фізики і хімії твердого тіла Ужгородського національного університету відповідно до плану наступних держбюджетних науково-дослідних робіт: “Нові складні напівпровідникові матеріали для оптичних пристроїв видимого та ІЧ діапазонів спектру” (№0198U003094, 1997-1998); “Фоторефрактивні та нелінійно-оптичні халькогенідні матеріали для видимого та ІЧ діапазонів спектру” (№0100U005330, 2000-2002); “Фотоіндуковані та релаксаційні процеси в нелінійних сегнетонапівпровідникових кристалах” (№0103U001685, 2003-2005). Для досягнення цієї мети необхідно було виконати такі завдання: - виміряти залежності коефіцієнта двохвильової взаємодії від періоду гратки просторового заряду та поляризації світла в кристалах, отриманих різними методами (хімічних транспортних реакцій, Бріджмена-Стокбаргера), а також відпалених у вакуумі та атмосфері сірки; ретельно дослідити залежності динаміки двохвильової взаємодії від періоду гратки просторового заряду та інтенсивності взаємодіючих променів у номінально чистих та модифікованих умовами росту кристалах Sn2P2S6 ; Коефіцієнт Г звязаний з амплітудою ФР гратки Dn : , (2) де f - фазовий зсув між інтерференційною картиною і ФР граткою; m - глибина модуляції інтерференційної картини; l - довжина хвилі взаємодіючих променів; q - половина кута між променями всередині кристалу, що визначає просторовий період ФР гратки L = l / 2 sin q. З метою дослідження впливу методів вирощування, легування та умов росту, а також методів термообробки (відпал у вакуумі і атмосфері сірки) кристалів Sn2P2S6 на їх ФР властивості проведено вимірювання залежності коефіцієнта двохвильової взаємодії Г від періоду гратки просторового заряду L на серії зразків: номінально чистих кристалів, які вирощені методом хімічних транспортних реакцій (ХТР) з використанням транспортера I або SNI2 (зразки № 1, 2, 5); отриманих методом Бріджмена - Стокбаргера (БС, зразок № 4); номінально чистих кристалів, відпалених (впродовж 5 діб при температурі 350 0С) у вакуумі (зразок № 2) та атмосфері сірки (зразок № 5); модифікованих кристалів (зразки № 3, 6).Обєктний промінь, що переносить зображення, та однорідний опорний промінь, інтерферуючи в обємі кристалу, формують динамічну голограму. Якщо представити зображення, що переносить обєктний промінь, у вигляді суперпозиції плоских хвиль, то тільки ті з них не зазнаватимуть ослаблення, збурення яких відбуватиметься за час, менший від характерного часу формування голограми. За результатами досліджень динамічних характеристик фільтру показано, що яскравість контурів рухомих обєктів після фільтрації залежить від напрямку їх переміщення відносно напрямку енергопереносу в двопроменевій схемі. При сумарній інтенсивності 0.166 Вт/см2 та параметрі двохвильової взаємодії Гd = 8.5 гранична частота розділення двопроменевого фільтру становить FГР = 1.39 Гц, тобто виділяються обєкти з частотою змін f <FГР . 1 а) Схема досліджень обернення хвильового фронту лазерного променя: 1-гелій - неоновий лазер; 2, 5, 6 - дзеркала; 3 - подільник променя; 4 - кристал Sn2P2S6 на столику, що повертається; 7 - блок реєстрації інтенсивності фазоспряженого променя; 8 - вимірювач інтенсивності променя накачки. б) Залежність відбивної здатності ФС дзеркала від кута падіння a променя накачки та кута петлі 2q.В результаті проведених досліджень встановлено, що модифікацією умов росту в порівнянні з номінально чистим Sn2P2S6 кристалом досягається суттєве підвищення параметрів двохвильової взаємодії (Г @ 38 см-1) при високій швидкості ФР відгуку (t @ 0.02 с). Це проявляється через немоноекспоненційний характер динаміки підсилення та релаксації лазерних променів і в залежності ефективних значень дебаєвої довжини екранування та дифузійної довжини від інтенсивності світла.