Читать книгу Все науки. №5, 2023. Международный научный журнал - Ибратжон Хатамович Алиев - Страница 5

УДК 548.1.024.5

Каримов Боходир Хошимович

Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Технологического образования» физико-технического факультета Ферганского государственного университета

Ферганский Государственный университет, Фергана, Узбекистан

Аннотация. Аномальный фотовольтаический эффект, наблюдавшийся ранее для сегнетоэлектриков Li bO3:Fe SbSJ, является частным случаем более общего ФЭ существующего в кристаллах без центра симметрии и описываемого тензорам третьего a_{i j k}.

Ключевые слова: фотовольтаический эффект, сегнетоэлектрики, тензор, компоненты тензора.

Annotation. The anomalous photovoltaic effect observed earlier for LibO 3:Fes ferroelectrics is a special case of a more general FE existing in crystals without a center of symmetry and described by the third ai j k tensors.

Keywords: photovoltaic effect, ferroelectrics, tensor, tensor components.

Компоненты тензора a_ijk отличны от нуля для 20 ацентричных точечных групп симметрии. При равномерном освещении линейно поляризованным светом однородного кристалла пьезо и сегнетоэлектриков в нем возникает фотовольтаический ток. Знак и величина фотовольтаического тока зависит от ориентации вектора поляризации света с компонентами Е_j и E_k*, направлением его распространения и симметрией кристалла.

В соответствии (I) и симетрией точечной группы можно написать выражение для фотовольтаического тока. Сравнение экспериментальной уголовной зависимости с (β) позволяет определять фотовольтаического тензора a_ajk или фотовольтаических коэффициентов

(a*– коэффициент поглощения света).

Если электроды кристалла разомкнуть, фотовольтаический ток генерирует фотонапряжение 10³—10⁵ B. величина которое может на несколько порядок превышать ширину запрещенной зоны пьезо или сегнетоэлектриков. В центросимметричных кристаллах ФЭ отсутствует.

Нами иследовались a-кварц одно из более распространенных кристаллических форм кремнезема (SiO₂). При темпратурах до 573^о существует так называемый «низкотемпратурный» a-кварц. Кристаллы a-кварц принадлежат к тригонально трапецоэдрическому классу тригональной системы (точечная группа симметрии 32) и встречаются однаково часто в двух знантиоморфных формах: правые и левые кристалли. При нормальном давлении и темпратуре 573^о С a – кварц превращается в гексагонально —трапецоэдрический класс гексагональной системы (точечкая группа симметрии 622).

Ось третьего порядка в – кварце являетя оптической осью кристалла. Одна из осей второго порядка являетя электрической осью и нормаль к обоим указаным осям являетя механической осью.

Симметрия структуры кварца определяет и симметрию свойств этого кристалла.

Кварц обладает спасобностью вращения плоскости поляизадив не только вдоль оптический осы, и в перпендикулярном к ней направление. Опытном путем установлено, что отношение остается постоянным для длин волн от 545 до 565 Нм и равном 0 54, т.е. врашение плоскости в напралениях перпендикулярной к оптический осы премерно в два раза меншь чем по оптической осы. Несмотря на все «популярность» кварца, как обеъкта ислодование свойства его детально до сих пор не изучены.

В настоящей работе предавствалены результаты, вляние поляризации света на

Аф эффект в природном кристала -кварца с естественней окраской.

На рис 1 предоетавлена угловая завясимость фотовольтаического тока в прородном кристала a -кварца с естественней окраской. Кристаллы освешались в примесной свектральной область (l- 300—500 нм, a² = 2см ^-1) при комнатнойтемпература. Рис 1 указовает два ориентационную угловой зависимости Jx (b) при освещении в направление оси а z для при этом для a-кварца K₁₁ = (1—3). 10^—13 A. см (Вт) ^-1.

Освещение в Z – напралении обнаруживает заметное отклонения Jx (b) от теории. Возможно это связано с разницей значениях коэффициента оптической активности кварца для Z – и У – направлений. Обращает внимение очень низкое значение фотовольтаического коэффициента К₁₁ в a- кварце. Оно характеризует примесные центры, ответственое за естественную окраску природных кристаллов и не отражает асимметрия собственных переходов. К сожалению, a- кварце примесни центры специально не иследована; это предоставляет самостоятальную задачу.

Методом компенсации измерялиеь поле

соответствующее фотонапрежение V=El, генерируемое в кварце в направлении осы х. При комнатной темпатуре были получени следущие значения:

Из за температурной зависимости проводимости кварца поле и фотонапряжение V растут с понижением температуры.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рывкин С. М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках Физматгиз.1963,494с.

2. Фридкин В. М. Сегнетоэлектрики-полупроводники. М.,Наука 1976.