Фемтосекундная спектроскопия формирования свободных поляронов и пикометровых перемещений примесных ионов в кристалле фторида кадмия
Аннотация
Экспериментально изучена кинетика спектров фотоиндуцированного поглощения кристаллов CdF2 с бистабильными центрами индия и галлия при фемтосекундном импульсном возбуждении. На примере ионов индия показано, что полоса просветления в спектре поглощения глубоких центров формируется в течение времени 0.8–1 пс, что значительно превосходит интервал, в течение которого происходит поглощение фотонов.
Предложена интерпретация этого процесса как результата перемещения иона индия из исходного межузельного положения в узел соседней кристаллической ячейки, дана оценка скорости такого перемещения: 200–250 м/с, что близко к тепловой скорости данного иона при комнатной температуре. Впервые дана экспериментальная оценка времен, характеризующих процесс формирования свободных поляронов вследствие смещения окружающих ионов кристаллической решетки (0.8–1.2 пс).
Оценены времена захвата свободных поляронов трехвалентными ионами галлия и индия, составляющие, соответственно, 5 и 10 пс, а также присущие этим захватам сечения: 2⋅10−16 и 8⋅10−16 см2 соответственно.
Об авторах
Д. И. Стаселько
Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики
Россия
Россия
Санкт-Петербург
С. А. Тихомиров
Институт физики имени Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Минск
О. В. Буганов
Институт физики имени Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Минск
А. С. Щеулин
Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики
Россия
Россия
Санкт-Петербург
А. Е. Ангервакс
Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики
Россия
Россия
Санкт-Петербург
А. И. Рыскин
Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики
Россия
Россия
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Ryskin A.I., Shcheulin A.S., Koziarska B., Langer J.M., Suchocki A., Buchinskaya I.I., Fedorov P.P., Sobolev B.P. // Appl. Phys. Lett. 1995. V. 67. № 1. P. 31.
2. Koziarska B., Langer J.M., Ryskin A.I., Shcheulin A.S., Suchocki A. // Acta Phys. Pol. A. 1995. V. 88. № 5. P. 1010.
3. Ryskin A.I., Shcheulin A.S., Miloglyadov E.V., Linke R.A., Redmond I., Buchinskaya I.I., Fedorov P.P., Sobolev B.P. // J. Appl. Phys. 1998. V. 83. № 4. P. 2215.
4. Linke R.A., Shcheulin A.S., Ryskin A.I., Buchinskaya I.I., Fedorov P.P., Sobolev B.P. // Appl. Phys. B (Lasers and Optics). 2001. № 6. V. 72. P. 677.
5. Щеулин А.С., Ангервакс А.Е., Рыскин А.И., Линке Р.А. // Опт. и спектр. 2002. Т. 92. № 1. С. 141.
6. Ryskin A.I., Shcheulin A.S., Kazanskii S.A., Angervaks A.E. // J. Lumin. 2007. V. 125. № 1. P. 18.
7. Angervaks A.E., Malyi A.F., Fedorov I.Yu., Shcheulin A.S. // Proc. SPIE. 2008. V. 7006. P. 70060L.
8. Fedorov I.Yu., Angervaks A.E., Sokolov V.K., Shcheulin A.S. // Opt. Mem. Neural Netw. 2008. V. 17. № 4. P. 276.
9. Ангервакс А.Е., Димаков С.А., Климентьев С.И., Рыскин А.И., Щеулин А.С. // Опт. и спектр. 2006. Т. 101. № 1. С. 137.
10. Mooney P.M. // J. Appl. Phys. 1980. V. 67. № 3. P. R1.
11. Chadi D.J., Chang K.J. // Phys. Rev. Lett. 1988. V. 61. № 7. P. 873.
12. Scheffler M. // Festkor.–Adv. Solid St. 1989. V. 29. P. 231.
13. Shcheulin A.S., Ryskin A.I., Swiatek K., Langer J.M. // Phys. Lett. A. 1996. V. 222. № 1. P. 107.
14. Kazanskii A.S., Ryskin A.I., Romanov V.V. // Appl. Phys. Lett. 1997. V. 70. № 10. P. 1272.
15. Казанский С.А., Рыскин А.И., Романов В.В. // ФТТ. Т. 39. Вып. 7. С. 1205.
16. Park C.H., Chadi D.J. // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 82. № 1. P. 113.
17. Onopko D.E., Ryskin A.I. // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. № 19. P. 12952.
18. Казанский С.А., Рыскин А.И. // ФТТ. 2006. Т. 48. Вып. 9. С. 1573.
19. Казанский С.А., Рыскин А.И. Бистабильные примесные центры в сверхширокозонном полупроводнике – фториде кадмия. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. 106 с.
20. Dmochowski J.E., Jantsch W., Langer J.M. // Acta Phys. Pol. A. 1988. V. 73. № 2. P. 179.
21. Каспаров В.В., Волков А.А., Ритус А.И. // Изв. РАН. Сер. физ. 2002. Т. 66. № 12. С. 1817.
22. Каспаров В.В., Волков А.А., Ритус А.И. // Изв. РАН. Сер. физ. 2003. Т. 67. № 12. С. 1763.
23. Kunze I., Ulrici W. // Phys. Stat. Sol. (b). 1973. V. 55. № 2. P. 567.
24. Piekara U., Langer J.M., Krukowska-Fulde B. // Sol. Stat. Commun. 1977. V. 3. № 7. P. 583.
25. Ryskin A.I., Shcheulin A.S., Onopko D.E. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 80. № 13. P. 2949.
26. Казанский С.А., Щеулин А.С., Рыскин А.И. // Опт. и спектр. 2007. Т. 102. № 3. С. 469.
27. Блохин А.П., Гелин Ф., Буганов О.В., Тихомиров С.А., Толсторожев Г.В. // Журн. прикл. спектр. 2003. Т. 70. С. 66.
28. Kovalenko S.A., Dobryakov A.L., Ruthmann J., Ernsting N.P. // Phys. Rev. A. 1999. V. 59. № 3. P. 2369.
29. Moser F., Matz D., Lyu S. // Phys. Rev. 1969. V. 182. P. 808.
30. Бьюб Р. Фотопроводимость твердых тел. М.: Изд-во иностр. литературы, 1952. 558 с.
Рецензия
Для цитирования:
Стаселько Д.И., Тихомиров С.А., Буганов О.В., Щеулин А.С., Ангервакс А.Е., Рыскин А.И. Фемтосекундная спектроскопия формирования свободных поляронов и пикометровых перемещений примесных ионов в кристалле фторида кадмия. Наносистемы: физика, химия, математика. 2011;2(1):91-100.
For citation:
Staselko D.I., Tikhomirov S.A., Buganov O.V., Shcheulin A.S., Angervax A.A., Ryskin A.I. Femtosecond spectroscopy of free polarons formation and picometer motions of impurity ions in fluoride cadmium crystal. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2011;2(1):91-100. (In Russ.)
Просмотров:
6
Послать статью по эл. почте 