Investigation of long-lived photo-induced process in photorefractive crystals of the sillenite group and their applicatio

Matusevich, Andrew

Diese Arbeit ist langlebigen photoinduzierten Prozessen gewidmet, die durch langlebige Spektralveränderungen des photorefraktiven Bi12TiO20 Kristalls bedingt sind. I. Wir haben experimentell die Spektraleigenschaften von Bi12TiO20 Kristallen mit und ohne photoinduzierte langlebige Absorption bei Raumtemperatur untersucht. Die langlebige photoinduzierte Absorption ist mit der Anregung der Ladungen von Zwischenniveaus in das Leitungsband verbunden. Aufgrund der experimentellen Ergebnisse der photoinduzierten Absorption unter cw- und Pulslaserstrahlung wird ein Modell von Zweienergieniveaus vorgeschlagen. Die Untersuchung der Relaxationsdynamik zeigt Lebenszeiten der langlebigen Niveaus von 1·104 s und 7·104 s. Die experimentellen Abhängigkeiten zeigen Ionisationsenergien der Niveaus von 1,6 eV und 2,8 eV. Die Niveauhalbwertsbreiten betragen 0,3 eV und 0,6 eV. Diese zwei Zwischenniveaus werden wegen der Anregung von Elektronen von den tiefen Niveaus und dem Valenzband in das Leitungsband und der danach folgenden Relaxation in die Zwischenniveaus besiedelt. Die Rekombinationszeiten von Elektronen zu den langlebigen Zwischenniveaus betragen 100 ns und 60 ns für die tiefen Niveaus. II. Die Untersuchungsmethode kann auf andere Sillenitkristalle angewandt werden. Die Spektraleigenschaften von Bi12SiO20 sind analysiert und mit Bi12TiO20 verglichen worden. Der Kristall Bi12TiO20 hat dieselbe Struktur der zwei langlebigen Zwischenniveaus. Die Ionisationsenergien sind 1,1 eV und 2,5 eV mit den entsprechenden Halbwertsbreiten von 0,2 eV und 0,6 eV. Die Energie des tiefen Niveaus ist 2,8 eV. III. Die Veränderungen der Elektronenverteilung in den Defektzentren und auch der optischen Absorption, die durch Rekombinationsprozesse verursacht werden, sind fast identisch für ps-, ns- und cw-Strahlungen. Aber der Grad der anfänglichen Kristallbleiche für Zusammenfassung 93 ps-Pulse ist eine Größenordnung höher als für ns-Pulse mit derselben Energie und drei Ordnungen höher als für das cw-Regime.

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Matusevich, Andrew: Investigation of long-lived photo-induced process in photorefractive crystals of the sillenite group and their applicatio. 2011.

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