Введение к работе
Актуальность выбора темы продиктована необходимостью изучения законов дисперсии электрооптических коэффициентов в области разрешенных и запрещенных, прямых и непрямых переходов в нецентросимметричных кристаллах, исследования влияния реальной структуры и легирования на характер дисперсии и зонную структуру, стремлением разработать более простые и надежные методы исследования особенностей плотности электронных состояний с учетом фундаментальных свойств нецентросимметричных кристаллов - их анизотропности и периодичности. Постановка подобного рода задач также необходима для получения информации об электрооптических свойствах кристаллов, используемых в разнообразных устройствах новой техники.
Основной целью данной работы являлось выяснение влияния реальной структуры на дисперсию электрооптическнх свойств кристаллов, описываемых в общем случае комплексными значениями коэффициента тензора ЛЭЭ 5пук.
В диссертационной работе рассмотрены следующие основные вопросы:
1.Разработка экспериментальных методов исследований
ориентационных и дисперсионных зависимостей бп^к(ш).
2.Выяснение характерных особенностей линейного электропоглощения с учетом реального строения и легирования кристаллов.
3.Установление на экспериментальной основе специфических
закономерностей дисперсии 11е8пук(ю) в области прямых и непрямых,
разрешенных и запрещенных оптических переходов.
4.Привлечение данных по дисперсии для идентификации особых точек плотности электронных состоянии зон Бриллюэна.
Характер поставленной и работе задачи, технологические возможности получения оптически однородных материалов, наличие данных о деффектпой структуре кристаллов и сведений об особенностях строения оптических спектров, наложили ограничения иа выбор объектов исследования. После предварительного анализа ситуации были отобраны представляющие практический интерес кристаллы, порог межзоипого поглощения которых формируется прямыми (CaAs, ZnSe, CdTe) и непрямыми (GaP) оптическими переходами. В особую группу выделены кристаллы GaSe, для которых оптические переходы в области псо~2эВ для поляризации света, перпендикулярной оси 6-ого порядка, в первом приближении запрещены.
Для демонстрации возможностей предложенных в работе методических разработок и достоверности полученных результатов были выполнены контрольные измерения коэффициентов ЛЭЭ ранее изучавшихся соединений CaAs при фиксированных параметрах внешних возденстшш. При этом основное внимание было уделено роли реальной структуры на результаты измерений. В ряде случаев (например, вдали от полос поглощения) оценки совпали, в других были уточнены и дополнены. Описаны методические приемы, позволившие выделить вклад линейного электропоглощепия, описываемого мнимой частью
коэффициентов 5п(:к(ш), в дисперсию их реальной части 5п,:к(со).
Научная новизна и практическое значение работы определяется совокупностью разработанных или найденных решений ряда вопросов, возникших в процессе проведения исследований и представляющих самостоятельный интерес. Некоторые из них:
1.Разработан динамический метод измерения комплексного значения
нелинейного показателя преломления 5п;:к(ю), который стимулирует
постановку экспериментов по обнаружению новых оптических эффектов в различных материалах.
2.В реальных образцах CaAs, GaP, CdFe, ZnSe и GaSe впервые
измерены Re5nijk(w) и 1п8п(:к(со) для прямых и непрямых, разрешенных
и запрещенных оптических переходов в области электронного поглащения и получены два принципиально различных механизма электро-ноглоіцеїшя: изотропный, обусловленный эффектом Франца-Келдыша и анизотропный, связаный со снятием вырождения Пармоптера электрическим полем.
3. Полученные в работе экспериментальные результаты можно использовать в качестве справочного материала при разрботке оптических элементов попой техники.
Апробация работы
Материалы, вошедшие в диссертацию, были доложены и обсуждены на IV Республиканском коллоквиуме по модуляционной спектроскопии полупроводников и диэлектриков (Сухуми," 1981), на II Всесоюзной конференции по материаловедению халькогенедных и кислородо-содержащнх к/к. (Черновцы, ЧГУ, 1986) и на семинарах кафедры общей физики Грузинского технического университета.
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 9 работ, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации
