Ботирали Жалолов - Все науки. №3, 2022. Международный научный журнал

где – угол между плоскостью поляризации света и осью х .

Измерение фотовольтаического тока J z и генерируемого им поля

(s ф– фотопроводимость) производилось путем снятая стационарных вольт-амперных характеристик [5].

На рис.1 представлена ориентационная зависимость в направлении [001], снятая при Т = 143К при освещении светом с длинной волны l=500 нм ( a *=5 см -1) и интенсивностью I =2.3∙10 —3 Вт∙см -2. Кристалл освещается плоско поляризованным светом в направлении [001].Сравнение этой угловой зависимости с (4) даёт

K 14=2∙10 —9A∙см∙ (Вт) -1.

Таким образом, значение модуля К 14в исследованных кристаллах ZnS существенно выше, чем у известных сегнето- и пьезоэлектриков [4, 5,6].

В интервале Т=140—300 0К модуль К 14обнаруживает слабую температурную зависимость. Благодаря этому, а также из-за сильной температурной зависимости фотопроводимости s ф, генерируемое в направление оси z поле

изменялось в пределах от 1В·см -1 (Т=300 0 К) до 40В·см -1 (Т=143 0К) и не зависело от интенсивности света I.

Рис.1 Ориентационная зависимость плотности фотовольтаического тока J zв направлении [001]. (T=143K, I =2.3∙10 —3 Вт∙см -2, =500 нм)

В кристаллах ZnS, выращенных гидротермальным методом фотовольтаический эффект имеет в основном примесный характер. Это видно из рис.2 где представлены спектральные распределения фотопроводимости s ф(1) фотовольтаического тока (2), отнесенные к единицы падающей энергии и края оптического поглощения (3).

Примесная полоса в спектральном распределении имеет место вблизи l=500 нм. Там же расположен примесный максимум фотопроводимости. Для кристаллов, выращенных в кислотной или щелочной среде примесный максимум, имеет разное положение и сдвигается в пределах 450—500 нм.

Рис.2. Спектральное распределение фотовольтаического тока J z (2), фотопроводимости s ф(1) и оптического поглощения * (3) приТ=143К. =45 0

Влияние неравновесных носителей на двулучепреломленние сегнето и пьезоэлектрических кристаллах получило в литературе название фоторефрактивного эффекта (ФР эффект) и нашёл широкое использование для регистрации объемных голограмм. ФР эффект заключается в следующем. В результате локального освещения или пьезоэлектрического кристалла интенсивным проходящим светом (сфокусированным лучом лазера) в объеме кристалла внутри светового пучка имеет место обратимое изменение двулучепреломления, главным образом за счёт изменения показателя преломления необыкновенного луча n e. Величина этого изменение достигает 10 —4 -10 -3 для некоторых пироэлектриков (LiNbo 3LiTa0 3), а время его существования может изменяться в широких пределах, от миллисекунд в BaTiO 3до месяцев в LiNbO 3. Запись голограммы осуществляется благодаря объемной модуляции значения Dn, соответствующей модуляции записывающего луча. Разрешающая способность записи исключительно высокие, 10 2—10 4 лин/мм. [7,9].

Главное преимущество этого метода оптической памяти по сравнению с фотографическими слоями заключается в возможности параллельной записи, считывания и стирания.

Как показано знак и величина фотовольтаического тока зависит от симметрии кристалла и поляризации света. Фотовольтаический ток приводит к генерации в том же направлении аномально больших фотонапряжений. Таким образом, за время экспозиции t в кристалле возникает макроскопическое поле.

Благодаря линейному электрическому эффекту поле приводит к ФР эффекту:

где r ij– электрооптические коэффициенты. Уравнение (6) записано в главой системе координат. После освещение поле сохраняется в кристалле длительное время благодаря захвату неравновесных электронов и дырок. Этот механизм захвата ответствен за оптическую память. Стирание может осуществляться путем отжига кристалла при 170С. Имеются и другие метода стирания.