铌酸锂晶体的光电导研究

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铌酸锂晶体(LiNbO3,简称LN)是一种重要的多功能人工晶体,它具有良好的非线性光学、电光、声光、光折变等性质,同时具有良好的化学稳定性和机械稳定性。因此广泛地应用于声光、电光、压光以及光存储等领域。在这些领域的应用,需要基于我们对LN晶体在激光照射下的特性(如光致吸收、光电导等)的准确把握。LN晶体中一些重要的光致效应,如光致吸收、光致电导等,与晶体内部极化子、双极化子或晶体的掺杂能级之间的电子迁移有密切的关系。本文采用伏安法测量掺铁LN晶体及不同组分比名义纯LN晶体的光电导率及电导率衰减变化,我们得到以下实验结果:1、在均匀光照达到稳态后,电路中出现稳定的电流。在相同的外加偏压下,随着掺铁浓度的增加,晶体电导率也会相应的增加。2、对于掺铁LN晶体,其电导率会随着外加偏压的升高而增大,并且掺铁浓度越高,电导率增加越快。3、关闭光源后,晶体电导率都会随时间变化而减小。对于同一晶体,其所加偏压越高,电导率衰减越快;在相同的偏压下,掺铁浓度越高的晶体,其相对变化量越大,达到稳态所需的弛豫时间也越久。4、对于不同组分比名义纯LN晶体,偏离化学计量比会使晶体暗电导和光电导值变大,关闭光源后晶体电导率达到稳态时的弛豫时间值也会相应变小结合用于研究LN晶体内部电子迁移机制的双中心模型和实验结果,得到了相应的物理参量。我们认为,铌酸锂晶体具有弱的持久光电导效应,光照和外加电场作用下载流子的空间分离和重新分布以及晶体中掺铁浓度的高低是造成电导变化的重要原因。
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