經氣氛處理之鈦酸鋇單晶其光折變響應與波長之關係

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李韻芝(Yun-Chih Lee) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

經氣氛處理之鈦酸鋇單晶其光折變響應與波長之關係
(The relation between photorefractive response and the wavelength in reduced Barium Titanate crystals)

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摘要(中)

鈦酸鋇單晶的光折變應答速度取決於光導電率及黑暗導電率。光導電主要受制於雜質濃度及雜質的光激發截面。相較於長晶時摻雜質，以氣氛處理改變雜質濃度是一較簡單的製程。由過去數十年研究，我們了解到氣氛處理可以改變雜質的濃度、價電子數及材料的黑暗導電率。氣氛處理的理論模擬說明了雜質價電子數的改變，會改變雜質在光折變效應中所扮演的角色，如：由深能階較轉為淺能階。然而，相關的實驗卻相當罕見。因此，我們製作了一系列經氣氛處理的鈦酸鋇單晶，量測它們的吸收光譜、黑暗衰減、光導電率及光誘吸收差。由黑暗衰減實驗得知晶體的黑暗導電率先隨著氧分壓下降，在10-8 atm時黑暗導電率最小，其值為；經過此點之後，黑暗導電率隨著氧分壓下降而上昇，在10-14 atm 時有最大值，其值為。由整個吸收譜線來看，晶體對光的吸收也是先隨氧分壓下降，而後增加；最透明的晶體是A025(10-11 atm)，其吸收係數達最低。這個現象暗示著黑暗導電率並未與雜質濃度同步變化。在光導電方面，波長的變短而光導電率增加是所有的晶體共同的特性。此點暗示深能階的吸收峰位於藍光區段。藉由光誘吸收差實驗結果及曲線擬合，我們推測淺能階的光激發截面隨著波長變長而變小；同時，所有的晶體都有一樣的趨勢。綜觀所有實驗資料，發現深能階的位置應位於藍光區且靠近共價帶，而淺能階的位置似乎也在附近；困惑的是，氣氛處理並未明顯改變深、淺能階的位置。

摘要(英)

Abstract

關鍵字(中)

★ 光折變
★ 鈦酸鋇

關鍵字(英)

★ photorefractive
★ Reduction treatment

論文目次

目次
論文提要 iv
1 導論 1
2光折變理論 3
2.1 引言 ………………………………………………………………… 3
2.2 單載子單能階模型…………………………………………………5
2.3 單載子雙能階模型………………………………………10
2.3.1 空間電場與入射光強度關係……………………………13
2.3.2 光導電與入射光強度的關係……………………………14
2.3.3 光柵吸收率………………………………………………16
2.3.4 黑暗衰減…………………………………………………16
2.4 單載子單能階模型與單載子雙能階模型比較…………………17
3 光誘衰減 18
3.1 簡介…………………………………………………………………18
3.2 實驗方法…………………………………………………………19
3.2.1 材料製作……………………………………………………19
3.2.2 吸收光譜……………………………………………………20
3.2.3 黑暗衰減…………………………………………………22
3.2.4 光誘衰減……………………………………………………25
3.3 討論…………………………………………………………………28
3.3.1 光導電率與黑暗導電率……………………………………28
3.3.2 激發光影響導電率與氣氛處理關係………………………31
3.4 結論…………………………………………………………………34
4 光誘吸收差 35
4.1簡介…………………………………………………………………35
4.2 光誘吸收差…………………………………………………………36
4.3 實驗結果……………………………………………………………38
4.4 討論………………………………………………………………43
4.5 結論…………………………………………………………………50
5 總結 51
參考文獻 52

參考文獻

參考文獻
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指導教授

張正陽(Jenq-Yang Chang)

審核日期

2004-7-14

推文