Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

Регистрация параметров индикатрисы фотоиндуцированного рассеянного излучения кристаллов проводилась на установке, схема которой изображена на рис. 1 [16]. В качестве возбуждающего излучения использовался K r-A r-лазер 2018-RM (Spectra Physics, USA) с длинами волн: Х = 476,5 нм (P = 216 мВт), Х = 488,0 нм (P = 98 мВт), Х = 514,5 нм (P = 282 мВт) и Х = 530,9 нм (P = 160 мВт). Исследуемый образец (3) устанавливался в светонепроницаемой камере (2) на пути лазерного луча (1). Рассеянное излучение регистрировалось фотодиодом (4), сигнал с которого поступал на мультиметр (5). Расчёт фотоэлектрических полей был выполнен в программе Mathcad 15.0 согласно подходу, предложенному в работе [16]. Методика расчёта ширины запрещённой зоны исследуемых кристаллов представлена в работе [ 8 ]. Результаты и их обсуждение Преимущественным механизмом фоторефракции в кристаллах ниобата лития является фотовольтаический механизм (как правило, величина Epv на 1 - 2 порядка больше величины E d ) [17]. Фотовольтаическое поле определяется прямыми перескоками электронов при облучении кристалла лазерным излучением из валентной зоны в зону проводимости, а диффузионное поле — перескоками электронов по уровням в запрещённой зоне. В таблице представлены результаты расчётов Epv и Ed, а также значения ширины запрещённой зоны для номинально чистых кристаллов LiNbOзстех., LiNbOзконг., кристаллов LiNbO 3 : Zn (0,04-2,01 мол. % ZnO в кристалле) и LiNbO 3 : B (0,55 и 0,83 мол. % B 2 O 3 в шихте). Из представленных данных видно, что при всех длинах волн наибольший вклад в перенос заряда вносит фотовольтаический механизм (Epv). При этом в кристалле LiNbOзстех. сильнее, чем в кристаллах LiNbOзконг., LiNbO 3 : Zn (0,04-2,01 мол. % ZnO в кристалле) и LiNbO 3 : B (0,55 и 0,83 мол. % B 2 O 3 в шихте), проявляется диффузионный механизм переноса заряда. При этом, вне зависимости от длины волны возбуждающего лазерного излучения, кристалл LiNbOзстех. обладает наименьшим значением Epv, что характерно для кристаллов с большим количеством мелких ловушек электронов (см. таблицу). Напряжённости фотовольтаического (Epv) и диффузионного (E d ) полей при Хвозб. = 476,5, 488,0, 514,5 и 530,9 нм соответственно и значения ширины запрещённой зоны [9, 15] номинально чистых кристаллов LiNbOзстех.., LiNbOзконг., кристаллов LiNbO 3 : Zn (0,04-2,01 мол. % ZnO в кристалле) и LiNbO 3 : B (0,55 и 0,83 мол. % B 2 O 3 в шихте) Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 252-259. Transactions of the to la Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 252-259. Хвозб., нм Epv и Ed, кВ / см LiNbOзстеx LiNbOзконг. LiNbO 3 : Zn, мол. % ZnO в кристалле LiNbO 3 : B, мол. % B 2 O 3 в шихте 0,04 0,07 1,19 1,39 2 , 0 1 0,55 0,83 476,5 Epv 3,907 4,326 4,823 4,683 4,641 4,848 5,189 3,914 5,061 E d 0,923 0,249 0,703 0,772 0,462 0,573 0,409 1,118 0,397 488,0 Epv 2,979 3,549 2,300 4,472 6,499 5,601 1,655 5,26 5,84 E d 0,895 0,198 0,161 0,264 0,241 0,208 0,065 0,549 0,929 515,5 Epv 6,855 6,232 4,558 6,075 4,730 8,203 1 1 , 2 0 0 10,03 7,844 E d 2,508 0,810 1,118 0,650 2,313 1,160 1,118 0,477 1,099 530,9 Epv 4,055 5,003 5,505 5,276 4,978 5,130 6,135 5,458 5,554 E d 1,749 0,052 0,528 0,472 1,115 0,704 0,061 0,572 0,025 Ширина запрещённой зоны, эВ 3,379 3,780 3,685 3,659 3,609 3,626 3,632 3,38 3,37 На рисунке 2 приведены зависимости углового распределения интенсивности ФИРС от длины волны возбуждающего излучения кристаллов LiNbOзстех., LiNbOзконг., а также кристаллов LiNbO 3 : Zn (0,04-2,01 мол. % ZnO в кристалле) и LiNbO 3 : B (0,55 и 0,83 мол. % B 2 O 3 в шихте). Видно, что наименьшей асимметрией, интенсивностью и углом рассеянного излучения Ѳ при длине волны 476,5 и 488,0 нм соответственно в ряду исследованных кристаллов обладают кристаллы LiNbOзконг. и LiNbO 3 : Zn (2,01 мол. % ZnO в кристалле) (рис. 2, а, б). При длине волны 514,5 нм угловое распределение интенсивности ФИРС кристаллов LiNbO 3 : Zn (0,04, 0,07 и 2,01 мол. % ZnO в кристалле) меньше соответствующего распределения интенсивности кристалла LiNbOзконг.. Однако для кристаллов © Титов Р. А., Сидоров Н. В., Теплякова Н. А., Габаин А. А., Палатников М. Н., 2022 254