Все науки. №6, 2022. Международный научный журнал - страница 10

Согласно (1), при равномерном освещении линейно поляризованным светом однородного кристаллов без центра симметрии (сегнето или пъезо-электрического кристалла) в нем возникает фотовольтаический ток J_>i, знак и величина которого зависят от ориентации вектора поляризации света с проекциями E_>j, E_>k^>*.

Компоненты тензора α_>ijk отличны от нуля для 20 ацентричных групп симметрии. Если электроды кристалла разомкнуть, то фотовольтаический ток J_>i генерирует фотонапряжения

где σ_>t и σ_>f соответственно темновая и фотопроводимость, lрасстояние между электродами. Генерируемое фотонапряжения порядка 10^>3—10^>5 В, превышающее, таким образом, величину ширины запрещенной зоны E_>g на два – четыре порядка.

В соответствии с (1) и симметрией точечной группы кристалла можно написать выражения для фотовольтаического тока J_>i. Сравнение экспериментальной угловой зависимости J_>i (β) с (1) позволяет определить фотовольтаический тензор a_>ijk или фотовольтаический коэффициент

a* – коэффициент поглощения света.

Как показал Белиничер [4], в зависимости от формы оптической индикатрисы и направления распространения плоско поляризованного света в кристалле могут существовать направления, для которых фотовольтаический ток (1) является пространственно осциллирующим. В этом случае:

где n_>e, n_>0 – показатели преломления обыкновенного и необыкновенного лучей, E_>e и E_>0^>* – проекции вектора поляризации света на оптические оси кристалла,

В этом случае фотовольтаический ток (2) осциллирует в кристалле с периодом

Как указывалось в [4] и как видно из (2) пространственно осциллирующий фотовольтаический ток (ПОФТ) может экспериментально наблюдаться в условиях сильного поглощения света.

где α^>* – коэффициент поглощения.

В настоящей работе обнаружен и исследован пространственно-осциллирующей фотовольтаический ток (ПОФТ) в направлении [100] в сегнетоэлектрике SbSI при освещении поляризованным светом в направлении [010].

Сульфоиодид сурьмы (SbSI) принадлежит к классу халькогенидов металлов пятой группы A^>VB^>VIC^>II, где A-Sb; Bi; B-S, Se, Te; C-CL, Br, I. Кристаллы SbSI и SbSI_>xBr_>1-x – двуосные, обладают большим двойным преломлением, ниже температуры. Кюри Т_>с=22^>0С кристаллы SbSI принадлежат к классу mm2 и обладают ромбической симметрией. При фазовом превращении происходит исчезновение центра симметрии, следовательно, ниже точки перехода кристаллы SbSI становятся сегнетоэлектриками.

Фазовый переход при 22^>0С был зарегистрирован впервые Фатуццо [5] при изменении температурной зависимости диэлектрической проницаемости. Кристаллы обладают ярко выраженными полупроводниковыми свойствами, их фотоэлектрические свойства хорошо изучены [1].

Измерения проводились для монокристаллов SbSI в сегнетоэлектрической фазе при температуре Т=133 К. Кристалл освещался плоско поляризованным светом с помощью ксеноновой лампы и монохроматора ЗМР. Измерялся стационарный фотовольтаический ток J по ранее описанному [1] методу. В соответствии с симметрией SbSI (точечная группа mm^>2) при измерении J_>z (z – направление спонтанной поляризации) и освещении кристалла в x и y направлениях ПОФТ не возникает. Выражение для фотовольтаического тока J_>z при освещении в x и y направлениях, соответственно, имеет вид:

где I—интенсивность света, β—угол между плоскостью поляризация света и осью