рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Некоторые физические свойства силленитов

Некоторые физические свойства силленитов - Дипломная Работа, раздел Высокие технологии, Выращивание пленок силленитов легированного Cr203 на подложках Bi12GeO20 и изучения их свойств Некоторые Физические Свойства Силленитов. Монокристаллы Со Структурой ...

Некоторые физические свойства силленитов.

Монокристаллы со структурой силленита, в основном, удовлетворяют требованиям, предъявляемым к электрооптическим и магнитным кристаллам - Высокие прочностные характеристики - Достаточная твёрдость - Нерастворимость в воде - Негигроскопичность - Хорошие диэлектрические характеристики в сильных полях. Кроме того, они принадлежат к кубической сингонии 9-12. Диаграмы состояний приведены на рис.1.2.1. и 1.2.2 Свойства Таблица 1.2.2. Примеры использования кристаллов силленитов в различных приборах и свойства, благодаря которым возможно это использование. 1. Электрооптические модуляторы света например, для модуляции лазерного излучения Большое значение электрооптический коэффициент х108 Упругооптический коэффициент высокий показатель преломления Низкое управляющее напряжение, U 2, кВ специфич.

Требования, выделяющие силлениты в ряде др. кристаллов ниобаты, КДР Bi12GeO20 BGO r41 11 15 Bi12SiO20 BSO r41 10 16 КДР KH2PO4 r41 26 17 0.115 18 0.130 18 0.251 17 2.65 18 2.55 16 12 17 21 16 75 17 высокие прочностные характеристики достаточная для практ. целей твердость у BGO-370430 г мм2 18 нерастворимость в воде негигроскопичность прозрачность в широ-ком диапазоне длин волн у BGO-0,458,2 мкм 18 принадлежность к кубич.

Сингонии в случаях, когда важна оптич.

Изотропность крист.

В отсутствие эл. поля 2. Акустические приборы линии задержки на поверхностных волнах с большим временем задержки Низкая скорость распространения звук. Волн у BGO скорость продольной волны 3420 м сек в направ-лении 100 , поперечной - 1770 м сек 19 Отмечено слабое затухание упругих волн в BGO 20 , т.е. малые потери энергии, что позво-ляет создать малогабаритные линии задержки на поверхностных волнах с большим временем задержки 3. Запоминающие устройства ПВМС или фотосопротивление с электропроводностью 10-10 - 10-14 Ом-1см-1 у Bi12GeO20 10 Фотопроводимость ѕ увеличение отмечено у Bi12TiO20 при легировании V до 0,1 вес. 21 , но одновременно увеличивается и темновая проводимость ѕ увеличение фотопроводимости без увеличения темновой проводимости отмечено у Bi12TiO20 при легировании Zn 0,009 масс. Электрические свойства - для записи необходима большая подвижность носителей заряда, для длительного хранения - малая Кристаллы силленитов обладают оптической активностью, что несколько усложняет конструкцию модуляторов света на этих кристаллах.

Предполагают 22, что оптическая активность может быть обусловлена винтовыми осями или асимметричной координационной сферой висмута.

Измерение оптической активности проводилось различными исследователями.

По данным 23-26, дисперсия оптической активности для Bi12GeO20 имеет монотонную зависимость, а по другим данным 9,27 - проходит через максимум в районе 500 нм. Для титаната висмута дисперсия оптической активности имеет монотонную зависимость 28. По данным работы 29 кристаллы германосилленита прозрачны от 0,41 до 7 мкм кристаллы силиката висмута от 0,5 до 6 мкм а кристаллы титаната висмута от 0,35 до 8,2 мкм По мнению авторов 11 все силлениты обладают положительным фарадеевским вращением и эффект имеет одинаковую величину.

Однако, установлено23, что Bi12SiO20 и Bi12GeO20 обладают значительным магнитооптическим вращением плоскости поляризации, достигающим величины 0,3 0,5 мин эсм в видимой области, что позволяет использовать их в качестве магнитооптических модуляторов Силлениты нецентросимметричны и обладают таким важным свойством, как наличие электрооптического эффекта 9,25. Это явление называется эффектом Поккельса и имеет место только в пьезокристаллах 29. Монокристаллы силленитов обладают фотопроводимостью 27. Лензо 30 обнаружил у силленитов Gt, Si, Ti эффект, названный фотоактивностью.

Если осветить кристалл, то в его освещённой области будут генерироваться свободные электроны, дырки или пары е-дырка. Под влиянием внешнего поля эти носители будут смещаться, образуя область высокого электрического поля. В этой области наблюдали сильное вращение плоскости поляризации.

В настоящее время большой интерес вызывают акустические свойства силленитов. По данным Лензо 10-12, кристаллы Bi12GeO20 обладают хорошими акустическими свойствами. Низкая скорость распространения звуковых волн 3,42 км. сек. параллельно 100 12, позволяет использовать относительно короткие кристаллы для получения высокой величины задержки ультразвука. Таблица 1.2.1. Силленит Рентгеновская плотность, г см3 Направление распространения звуковой волны Скорость распространения звуковой волны, км сек Литература Bi12GeO20 9,23 II0 продольная 3,42 31,32 Bi12GeO20 9,23 II0 поперечная 1,77 31,33 Bi12TiO20 9,1 II0 поперечная 1,72 34 Bi40Ga2O63 9,26 II0 поперечная 1,61 34 Bi40Fe2O63 9,32 II0 поперечная 1,61 34 Bi12SiO20 9,14 II0 поперечная 3,83 31 В германосиллените наблюдалась генерация поперечных звуковых волн, возбуждаемых световым пятном от лазерного импульса с пространственно модулированным распределением интенсивности.

Эксперимент ставился в условиях, когда нормально к поверхности кристалла приложено достаточно сильное внешнее электрическое поле до 5 кВ см. Звуковые волны принимались торцевым преобразователем на частотах от 20МГц до 70МГц. Поверхностные волны при выбранной конфигурации системы не возбуждались.

Картина явления выглядела следующим образом. В момент освещения возникал мгновенный фотоакустический отклик. При повторной засветке, но уже пространственно однородным импульсом света, вновь возникал акустический сигнал, который фиксировал то обстоятельство, что в образце сохранилась память о предыдущем воздействии.

Время памяти достигало нескольких минут. Главной особенностью исследованного явления оказалось наличие эффекта фотоакустической памяти при обеих полярностях внешнего поля. Для поверхностных же волн сигнал фотоакустической памяти наблюдался лишь при одном направлении внешнего поля. Полученные результаты доказывают, что существуют разные механизмы фотоакустической памяти.

Исследование их может оказать серьезную помощь в понимании самой природы фоторефрактивных явлений. Дело в том, что для понимания основных механизмов фоторефрактивных явлений многие принципиальные вопросы совершенно не решены. Сюда относятся такие вопросы как характер процессов, происходящих в реальных кристаллах с несколькими типами примесных уровней, динамика фоторефрактивной решетки при импульсной засветке. Для их решения может оказаться полезным изученное явление.

Эксперимент выполнялся на поверхностных волнах с частотой 16 МГц, которые отражались от созданной импульсом света фоторефрактивной решетки с вдвое меньшим пространственным периодом, чем период звуковой волны. Сдвиг времени между световым и звуковым импульсами регулировался, так что имелась возможность наблюдать изменение отражательной способности решетки во времени. Эксперимент зафиксировал очень высокую эффективность изучаемого феномена.

Были сняты зависимость отраженного сигнала от временной задержки и от световой экспозиции. Как показали расчеты, максимум отражения наступает при такой проводимости, когда произведение максвелловского времени релаксации на круговую частоту звуковой волны примерно равно единице. Т.е. при сильной засветке отраженный сигнал вначале нарастает во времени, а затем начинает спадать. Все это при некоторых упрощениях характеризуется временем релаксации фотопроводимости. Особо подчеркнем следующее обстоятельство.

В стандартных работах по фоторефрактивным явлениям результаты наблюдений определяются величиной наведенного электрического поля. В приведенном же эксперименте вклад наведенного поля пренебрежимо мал. Величина отраженного сигнала определяется распределением по кристаллу свободных носителей. Таким образом, исследование акустических явлений открывает совершенно новые возможности для изучения фоторефракции, открывает путь для получения важной информации о поведении свободных электронов.

Анализ экспериментов позволил, в частности, определить величину произведения коэффициента поглощения света на квантовую эффективность фотовозбуждения. На основании анализа данных по электронной структуре номинально нелегированных кристаллов силленитов, а также результатов исследования в них поверхностно- барьерной фотоэдс сделан однозначный вывод о монополярном электронном характере фотопроводимости этих материалов в сине-зеленой области спектра. Новые механизмы взаимодействия акустических волн со средой в современных материалах и слоистых структурах, созданных на их основе. 35 Кристаллы со структурой силленита, выращенные в бескислородной аргоновой атмосфере, исследовались методом нестационарной фотоэдс.

Обнаружено резкое более чем на два порядка величины повышение фотопроводимости на красном свете по сравеннию с кристаллами, выращенными в присутствии кислорода. Возможно применение подобных кристаллов в интерферометрических устройствах. Кристаллы со структурой силленита обладают сложной системой энергетических уровней I , которая зависит от многих факторов в частности, свойства кристаллов можно изменить путем слабого допирования различными элементами.

В данной работе исследовались образцы кристаллов силиката и титаната висмута Bi12SiO20 и Bi12TiO20 , выращенные в атмосфере аргона. 2, kHz Рис. 2. Частотные зависимости приведенной величины сигнала фотоэдс для обоих исследуемых образцов при разных значениях пространственной частоты. Сплошными линиями показаны теоретические зависимости, рассчитанные при q 3.52 и 2.75 для BSO-a и q 3.2 и 2.3 для ВТО-а величина q растет с ростом К . На рис. 2 представлены зависимости J от частоты, измеренные на образцах BSO-a и ВТО-а при двух разных значениях К. Сплошными линиями показаны теоретические зависимости, причем значения m, определялись непосредственно из измерений, а величина q использовалась как подгоночный параметр для наилучшего соответствия теоретических кривых с экспериментальными.

Ранее наблюдалось резкое повышение фототока в силленитах, отожженных в вакууме, именно в красной области спектра I . Объяснялось это компенсацией ловушек донорными центрами, связанными с возникающими при отжиге кислородными вакансиями.

Результаты работы подтверждают этот вывод, а также впервые дают количественную оценку свойств фотоносителей в силленитах, нестехиометричных по кислороду. Подобные кристаллы могут с успехом использоваться в адаптивных интерферометрах, основанных на эффекте нестационарной фотоэдс. 36 2.3

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Выращивание пленок силленитов легированного Cr203 на подложках Bi12GeO20 и изучения их свойств

К числу важнейших элементов таких систем относятся оптические модуляторы, дефлекторы, дисплеи, элементы долговременной и оперативной памяти и др. В… В настоящее время значительная часть радиоэлектронных приборов конструируется… Сложные кислородные соединения Bi силленитов типа mBi2O3nMexOy вызывают большой интерес, являясь пьезоэлектриками, …

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Некоторые физические свойства силленитов

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Литературный обзор
Литературный обзор. Соединения со структурой силленита. Кристаллы со структурой силленита относятся к пентагонтритетраэдрическому классу I 23 кубической сингонии и принадлежит к пространственной гр

Структура германата висмута
Структура германата висмута. Атомы кислорода О 3 расположены на главных диагоналях элементарной ячейки вокруг Ge, образуя правильный тетраэдр, на что было обращено внимание в работах 6-8 рис

Требования к материалу подложки
Требования к материалу подложки. Жидкостная эпитаксия отличается от других способов кристаллизации из расплава наличием монокристаллической подложки, на которую кристаллизуется осаждаемое ве

Подготовка поверхности подложки к эпитаксии
Подготовка поверхности подложки к эпитаксии. Чистота поверхности подложки является решающим фактором для выращивания и адгезии плёнок. Хорошо очищенная подложка является необходимым предвари

Получение плёнок соединений со структурой силленита
Получение плёнок соединений со структурой силленита. Термин эпитаксия происходит от греческих слов эпи и такси, имеющих значения над и упорядочение. Технологический процесс эпитаксии заключа

Возможность получения плёнок силленита на силлените
Возможность получения плёнок силленита на силлените. Будущие высокоёмкие системы оптической связи, как считают A.A. Ballman и P.K. Tien 44, будут состоять из различных пассивных и активных и

Оптические свойства
Оптические свойства. Перспективность материалов со структурой силленита в значительной степени объясняются электрооптическими свойствами этих кристаллов, то есть сравнительно малой величиной

Выводы из литературного обзора
Выводы из литературного обзора. Сложные кислородные соединения Bi силленитов типа mBi2O3nMexOy вызывают большой интерес, являясь пьезоэлектриками, обладают электрооптическими и магнитооптиче

Выбор материала тигля
Выбор материала тигля. При выращивании монокристаллов силленитов в качестве материала тигля используется платина. Хотя температура плавления германосилленита 930 С, применять керамические, к

Изготовление подложек из монокристаллов Bi
Изготовление подложек из монокристаллов Bi. GeO20 и подготовка поверхности подложек к эпитаксии. Для изготовления подложек, монокристаллы германосилленита распиливали алмазным диском с наружной реж

Нанесения эпитаксиального слоя
Нанесения эпитаксиального слоя. Эпитаксиальные плёнки получали методом окунания монокристаллической германосилленитовой подложки в расплав. Платиновый тигель с шихтой помещали в кристаллизационную

Определение влияния температуры на толщину эпитаксиального слоя
Определение влияния температуры на толщину эпитаксиального слоя. Для приборов магнитооптики требуются плёнки толщиной не менее 20 мкм. На толщину получаемых эпитаксиальных плёнок основное влияние о

Выявление микроструктуры эпитаксиальных плёнок
Выявление микроструктуры эпитаксиальных плёнок. Изучение микроструктуры полученных плёнок производили кристаллооптическим методом на микроскопе МИН - 8 с 160 кратным увеличением. Определяли

Результаты работы и выводы
Результаты работы и выводы. Получены плёнки твёрдого раствора Bi12GeO20 6 мольн. Cr4 со структурой силленита на германосилленитовой подложке. 2. Оптимальными условиями для получения качестве

Экономическая часть
Экономическая часть. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ обоснование проведения дипломной работы. В последнее время развитие и совершенствование передовых технологий привело к широкому внедрению достижений науки

Оценка себестоимости лазерного элемента на основе монокристаллической пленки по данным полученным в результате НИР
Оценка себестоимости лазерного элемента на основе монокристаллической пленки по данным полученным в результате НИР. Производство пленочного лазерного элемента состоит из трех основных стадий - нара

Расчет энергетических затрат
Расчет энергетических затрат. ЗЭ М К Т Ц , где ЗЭ - затраты на электроэнергию М - паспортная мощность, кВт К - коэффициент использования мощности 0,7-0,9 Т - время работы прибора, час. Ц - ц

Расчет заработной платы
Расчет заработной платы. Расчет основной заработной платы. Проводится исходя из месячной стипендии и числа отработанных месяцев ЗПИССЛ 250 7 1750 руб. Расчет основной заработной платы

Расчет амортизационных отчислений
Расчет амортизационных отчислений. Амортизационные отчисления рассчитываются по формуле А Ф НА Т 100 12 , где Ф - стоимость оборудования и приборов, т.руб. НА - годовая норма амортизации, составляе

Характеристика применяемых реактивов и препаратов
Характеристика применяемых реактивов и препаратов. GeO2 - белый порошок М tпл 1115С, плотность - 4,7 г. см3. Растворимость в воде составляет 0,4 при 20 С . В щелочах растворяется с образован

Классификация по ПУЭ
Классификация по ПУЭ. По ПУЭ лаборатория относится к классу помещений В-Iб. В помещениях данного класса возможно образование горючих паров и газов, имеющих высокий НКПВ и резкий запах, легко обнару

Меры электробезопасности
Меры электробезопасности. В лаборатории используется переменный ток промышленной частоты 50 Гц, напряжением 220 В. По опасности поражения людей электрическим током лабораторное помещение отн

Производственная санитария
Производственная санитария. Общая площадь лаборатории составляет 42,2 м2, высота - 3,6 м, объем - 151,9 м3. Согласно СН 245-71 объем помещения на каждого работающего должен составлять не мен

Охрана окружающей среды от промышленных загрязнений
Охрана окружающей среды от промышленных загрязнений. ВВЕДЕНИЕ. Одной из проблем, стоящих перед инженером - технологом, является охрана окружающей среды. Решение сегодняшних экологических проблем за

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги