Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Насыщение поглощения в полупроводниках (обзор литературы)
I. Теория насыщения поглощения света в полупровод никах Ю
2. Экспериментальные исследования эффекта просветления на частоте возбуждающего излучения 21
3. Экспериментальные исследования деформации спектра поглощения при интенсивном возбуждении 31
4. Устройства нелинейной оптики на основе просвет ляющихся сред 36
Краткие выводы и постановка задачи 42
ГЛАВА II. Экспериментальное исследование просветления на частоте возбуждающего излучения 43
5. Экспериментальная установка и методика измерений 43
б. Эффект просветления в селениде цинка 49
7. Фотолюминесценция селенида цинка при высоких уровнях возбуждения 59
8. Температурная зависимость просветления в селениде . цинка 64
9. Насыщение поглощения в селено-кадмиевых стеклах 68
Краткие выводы 74
ГЛАВА III. Расчет зависимости поглощения от интенсивности излучения в полупроводтаках с учетом рекомбинации через ловушки 76
10. Полупроводник с ловушками одного типа 76
II. Полупроводник с ловушками двух типов 82
12. Температурная зависимость просветления в при -месном полупроводнике 90
ІЗ. Сопоставление теоретических и экспериментальных результатов 97
Краткие выводы 107
ГЛАВА ІV. Исследование нелинейного поглощения с использо -вашем двух световых потоков - возбувдающего и зондирующего 109
14. Деформация спектра поглощения селенида цинка под действием лазерного излучения 109
15. Корреляция спектров возбуждения полосы просвет -ления и самоактивированной фотолюминесценции в селениде цинка 115
16. Влияние лазерного излучения на спектр поглощения селено-кацмиевых стекол 127
17. Управление несколькими световыми потоками различных частот 132
Краткие выводы . 136
Основнье результаты и выводы 137
Литература 140
- Экспериментальные исследования эффекта просветления на частоте возбуждающего излучения
- Фотолюминесценция селенида цинка при высоких уровнях возбуждения
- Температурная зависимость просветления в при -месном полупроводнике
- Корреляция спектров возбуждения полосы просвет -ления и самоактивированной фотолюминесценции в селениде цинка
Введение к работе
Актуальность темы. Насыщение поглощения с ростом интенсивности света - фундаментальное свойство вещества. Впервые на возможность уменьшения коэффициента поглощения при высоких-уровнях возбуждения указал С.И.Вавилов в 1928 году, однако в течение нескольких десятилетий экспериментальное исследование этого явления сдерживалось отсутствием источников мощного излучения. Появление в I960 г. оптических квантовых генераторов стимулировало интенсивные исследования просветления в различных средах. Такие исследования, помимо чисто научной ценности, представляют также и практический интерес, так как, во-первых, просветляющиеся оптические фильтры широко используются для модуляции добротности резонаторов твердотельных лазеров, во-вторых, явление просветления необходимо учитывать при анализе процессов, протекающих в активных элементах квантовых генераторов.
В 1969-1972 гг. было теоретически показано, что резонатор, заполненный просветляющимся веществом, может работать как биста-бильный оптический элемент или оптический транзистор. Создание подобных устройств является важным шагом на пути к построению оптических систем обработки информации, аналогичных современным ЭВМ, но отличающихся от них более высоким быстродействием. Предсказание бистабильного режима для резонатора, заполненного насыщающимся поглотителем, стимулировало экспериментальные исследования в этом направлении, однако для большинства известных просветляющихся сред получение бистабильного режима оказалось невозможным из-за высокого остаточного поглощения. Отсутствие среди известных жидких и твердотельных просветляющихся материалов веществ, пригодных для создания оптических аналогов элементов ЭВМ, обуславливает актуальность дальнейших экспериментальных исследований в этом на-
правлении. Очевидно, что для практических целей наибольший интерес представляет исследование просветления в полупроводниках, так как на их основе возможно создание твердотельных устройств оптической обработки информации.
Настоящая работа посвящена экспериментальному и теоретическому исследованию эффекта просветления в широкозонных полупроводни-
П УТ ках типа А В , просветляющихся в видимой области спектра. Объектом исследования выбраны монокристаллы специально не легированного селенида цинка и селено-кадмиевые стекла, окраска которых обусловлена монокристаллами смешанного соединения LoLSxS& ^ _х Научная новизна.
Установлено, что аномально крутая зависимость коэффициента поглощения к> от плотности светового потока
Обнаружена ступенчатая зависимость к> (S) в полупроводниках .
Теоретически показано, что участие ловушек в процессе рекомбинации качественно изменяет зависимость /c(S) и может быть причиной наблюдаемых на опыте специфических зависимостей k(S) в полупро водниках.
Показано, что учет тепловых переходов в канале примесь -ближайшая зона позволяет объяснить резкое уменьшение параметра нелинейности с ростом температуры в примесных полупроводниках.
Установлена однородность уширения просветляющейся полосы поглощения в монокристаллах ZtlSo. и неоднородность - в селено-кадмиевых стеклах.
Впервые измерены спектры возбуждения полосы просветления в полупроводниках и показано, что эффект просветления и самоактивированная люминесценция в селениде цинка имеют общие каналы воз-
буждения.
7. Обнаружено, что оптическое возбуждение в канале акцептор-донор может быть более эффективным способом увеличения населенности донора, чем возбуждение в канале валентная зона - донор.
Практическая ценность.
Ступенчатое уменьшение коэффициента поглощения с ростом плотности потока, обнаруженное в ZkbOQ , и анализ причин, приводящих к немонотонной зависимости k(S) , указывают на возможность создания на основе полупроводников фототропных фильтров со ступенчатой зависимостью пропускания от интенсивности света. Такие фильтры могут использоваться для модуляции добротности лазеров, генерирующих серию моноимпульсов.
Обнаруженное в селениде цинка и стеклах КС уменьшение коэффициента поглощения более, чем в 10 раз, свидетельствует о перспективности исследованных материалов для создания оптических биста-бильных элементов.
Однородное уширение просветляющейся полосы поглощения в селениде цинка, значительная ширина спектрального провала ( я* 0,2 эВ) в селено-кадмиевых стеклах, а также обнаруженное в селениде цинка эффективное просветление в канале валентная зона - донор при возбуждении в канале акцептор - донор, позволяют использовать исследованные материалы в различных устройствах нелинейной оптики и квантовой электроники, в которых мощное излучение частоты СО управляет интенсивностью нескольких световых потоков в частотами
GJ*a).
4. Проведенные впервые измерения спектров возбуждения полосы
просветления (СВПП) в полупроводниках свидетельствуют о перспек
тивности использования СВПП при анализе механизмов неравновесных
оптических процессов.
Содержание работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов и списка литературы.
Первая глава содержит краткий обзор литературы, посвященной экспериментальному и теоретическому исследованию насыщения поглощения в полупроводниках.
Вторая глава посвящена экспериментальному исследованию просветления на частоте возбуждающего излучения. Кратко описаны экспериментальная установка и оптические схемы измерений нелинейного поглощения в полупроводниках под действием мощного монохроматического излучения переменной частоты; приведены результаты измерений спектров просветления образцов селенида цинка и зависимостей оптического пропускания от плотности светового потока при различных температурах. Показано, что просветление селенида цинка сопровождается сменой механизма рекомбинации. Определены спектральные области просветления ряда селено-кадмиевых стекол.
Третья глава содержит результаты анализа насыщения поглощения в полупроводниках с ловушками различных типов. Анализ проводится на основе численного решения системы уравнений баланса и электронейтральности для стационарного возбуждения. Показано, что участие ловушек в рекомбинации приводит к ступенчатой и крутой зависимостям К(Оу » а увеличение с ростом температуры тепловых переходов в канале примесь - ближайшая зона может быть причиной резкого уменьшения параметра нелинейности с ростом температуры в примесных полупроводниках.
В четвертой главе описаны результаты исследования нелинейного поглощения с использованием двух световых потоков - возбуждающего и зондирующего. Установлены однородность уширения просветляющейся полосы поглощения в селениде цинка и неоднородность - в селено-кадмиевых стеклах. Впервые измерены спектры возбуждения по-
8 лосы просветления в полупроводниках и показано, что подобные измерения позволяют получать информацию о механизме фотолюминесценции. Показано, что просветление и самоактивированная фотолюминесценция в селениде цинка имеют общие каналы возбуждения. Положения, выносимые на защиту.
Эффект просветления в специально не легированном селениде цинка в спектральном интервале 448-460 нм обусловлен насыщением поглощения в канале валентная зона-донор. Просветляющаяся полоса поглощения в селениде цинка имеет однородный характер уширения.
Эффект просветления и самоактивированная фотолюминесценция в селениде цинка имеют общие каналы возбуждения.
Зависимость коэффициента поглощения к от плотности светового потока «S в селениде цинка отличается от известных в литературе теоретических зависимостей резким уменьшением к и наличием ступеньки на кривой fc(Sj . Резкое уменьшение к. сопровождается увеличением квантового выхода фотолюминесценции У) , обусловленной оптическими переходами с участием мелкого донора, формирующего просветляющийся канал поглощения. Участие ловушек
в рекомбинации качественно изменяет зависимость К(&) в полупроводниках и позволяет объяснить экспериментальные зависимости
в селениде цинка.
Резкое уменьшение параметра нелинейности с ростом температуры в примесных полупроводниках обусловлено увеличением скорости тепловых переходов в канале примесь - ближайшая зона.
Оптическое возбуждение в канале акцептор - донор может быть более эффективным способом увеличения населенности донора, чем возбуждение в канале валентная зона - донор.
Просветляющаяся полоса поглощения в селено-кадмиевых стек-
9 лах значительно шире, чем в полупроводниковых монокристаллах, и имеет неоднородный характер уширения.
Работа выполнена в период с 1980 по 1983 гг. и соответствует основному направлению исследований, проводимых в лаборатории оптики полупроводников Института физики АН БССР.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на У Всесоюзном совещании по нерезонансному взаимодействию света с веществом (Ленинград, 1981 г.), на XI Всесоюзной конференции по когерентной и нелинейной оптике (Ереван, 1982 г.), на У Всесоюзном совещании по физике и техническим применениям соединений А В (Вильнюс, 1983 г.), на республиканских конференциях молодых ученых по физике (Мозырь, 1980 г., Паланга, 1983 г.) и опубликованы в II печатных работах [118, 130, 138, 139, 142-145, 159, 160, 167].
Экспериментальные исследования эффекта просветления на частоте возбуждающего излучения
Оптическое пропускание конечных объемов вещества при нелинейном поглощении. При экспериментальном исследовании нелинейного поглощения измеряют зависимость коэффициента пропускания Т образца конечной толщины d от плотности потока падающего излучения S . На опыте обычно реализуется условие koL . / , поэтому при расчете зависимости 7(5) необходимо учитывать ослабление света в веществе, которое описывается дифференциальным законом Бугера: где k - сумма коэффициентов поглощения к и рассеяния кс» Связь падающего и прошедшего потоков можно получить, проинтегри -ровав уравнение (2.1): гДе S(o) S (1 V}) F " коэффициент отражения от передней грани. Интеграл в левой части (2.2) выражается в элементарных функциях лишь для некоторых частных случаев. В работе [28] задача решена для зависимостей вида (1.2) и (1.3). Учет многократных отражений от граней образца значительно усложняет расчет пропуска -ния нелинейно поглощающего фильтра. Если к не зависит от 5 и равно к0 у из интегрального закона Бугера S(d) =-S(o)exp(-/c0c) следует выражение для оптического пропускания [29]
В работе [20J удалось получить аналитическое выражение, связываю -щее величины S иТ для зависимости вида (1.2) с учетом много -кратных отражений от граней образца. В работе [30] описан метод численного расчета пропускания нелинейного фильтра с учетом многократных отражений, позволяющий решить задачу для любого вида зависимости k(s).
Экспериментальные методы спектроскопии нелинейного поглощения. Разработано несколько способов обнаружения и исследования нели -нейного поглощения света в веществе. Наиболее простой способ со -стоит в перемещении образца вдоль оптической оси собирающей линзы (рис.4а) [31] . Плотность потока, падающего на образец, зависит от его положения относительно фокуса линзы. Другой способ состоит в перемене местами образца и нейтрального фильтра (рис.46) [32] . Если поглощение имеет нелинейный характер, такая перестановка при 23
Экспериментальные методы исследования нелинейного поглощения. I - источник излучения, 2 -исследуемый образец, 3 - система регистрации, 4 - нейтральные светофильтры. ведет к изменению интенсивности выходящего светового потока. Для измерения интенсивности падающего потока калиброванная часть возбуждающего излучения отводится в сторону. В качестве возбуж -дающего потока обычно используется излучение лазера. При исследовании нелинейного поглощения необходимо учитывать, что коэффициент отражения от граней кристалла также может зависеть от плот -ности потока возбуждающего излучения f 33,34j .
Для детального исследования насыщения поглощения необходимо использовать источник возбуждения с перестраиваемой частотой из -лучения. Наиболее полную информацию о механизме нелинейного поглощения можно получить с использованием двух световых потоков: возбуждающего и зондирующего .
Межзонное и экситонное поглощение. Эффект просветления при межзонных оптических переходах зарегистрирован в монокристаллах GaAs [37,4I-43j и Jrc$& (44 J . На рис.5 показана зависимость эпитаксиального слоя G xAs толщиной Змкм для длины волны 811,5нм ( псо -= = 7,5" « ) [43] . Измерения проводились при температуре 2К. В качестве источника возбуждения использовался жидкостной ОКГ с накачкой азотным лазером. Обнаружено, что эффект нагревания носителей в зонах уменьшает пороговое значение интен -сивности, при котором становится заметным просветление образца,5. Такая закономерность качественно согласуется с зависимостью параметра нелинейности от температуры для модели прямых переходов между параболическими зонами [Ю-13] . Уменьшение пороговой ин -тенсивности, которое наблюдали авторы [43] может быть связано с ростом параметра нелинейности в интервале 0-50К (рис,2, кривая I). По оценкам авторов [43] температура носителей в зонах достигала величины 40К.
Фотолюминесценция селенида цинка при высоких уровнях возбуждения
Фотолюминесценция iltt/Oe при высоких уровнях возбуждения. Спектры фотолюминесценции. В спектре фотолюминесценции (ФЛ) про -светляющихся образцов селенида цинка первой группы (рис.23а) до минирует широкая полоса с так = нм сложная форма ко -торой указывает на её неэлементарность. Для определения структу -ры этой полосы использовался метод Аленцева - Фока [ИЗ]: регис -трировалось изменение спектра ФЛ при изменении длины волны возбуждающего излучения. В результате разложения установлено наличие полосы Amo,x = 550 нм (пунктирные кривые на рис.23). Полосы 635 и 550 нм обусловлены захватом электрона на глубокие центры рекомбинации [ill,114]. В краевой фотолюминесценции (рис.236) разрешаются узкие полосы с максимумами 2,79, 2,76, 2,67 и 2,64 эВ. Полоса 2,79 эВ представляет собой линию излучения свободного эк-ситона lI5] , а полоса 2,76 эВ - L0 - повторение экситонной линии[115]. Полоса 2,70 эВ обусловлена донорно-акцепторной рекомбинацией [106] , а полосы 2,67 и 2,64 эВ - её L0 - и 2Ш- фо -нонные повторения. С повышением интенсивности возбуждающего из -лучения до 10 кВт/см наблюдалось смещение максимума этой полосы к 2,71 эВ, что свидетельствует о её донорно-акцепторной приро -де.
Зависимость интенсивности фотолюминесценции от плотности потока возбуждающего излучения. Результаты измерения зависи ZnSe 77K
Спектры фотолюминесценции просветляющихся образцов ленида цинка при возбуждении излучением лампы (а) азотного лазера (б). 0.1 S.MBT/CM R\ Qf 10 S,MBT/CM Рис,24. Нелинейная зависимость интенсивности фотолюминесценции от плотности потока излучения при просветлении. мости интенсивности красной (635 нм) и зеленой (550 нм) полос ФЛ Іфд от плотности потока излучения -S показаны на рис.24. Люминесценция возбуждалась излучением лазера на красителях, длина волны составляла 450 нм, при измерениях одновременно регистрировались интенсивность ФЛ и пропускание образцов (схема измерений показана на рис.19). Для всех образцов, в которых наблюдается крутое изменение Т ( б), зависимость IcpA(S) имеет две характерные особенности: увеличение Т сопровождается сверхлинейной зависимостью Г«рЛ (S) , а выход кривых на насыщение приводит к насыщению ФЛ (рис.24а).
Обсуждение результатов. Так как в спектральной области, соответствующей красной и зеленой полосам ФЛ, выполняется ус -ловие k( )cL«i э связь интенсивности люминесценции с плотностью падающего на образец светового потока можно пред -ставить в виде . I, (S)-k(«k(S)SM /x, Сі) о где (5) - квантовый выход люминесценции. При записи (7.1) отражение от граней образца не учитывалось. Если значение У) не зависит от о , из (7.1) следует, что зависимость .(S) определяется только функцией I (о) : i„(sb iS[ s)]. (7.2)
Так как в экспериментах измерялось относительное изменение ісрд w) » для интерпретации экспериментальных результатов удобно представить выражение (7.2) в виде Г л(5) S і (S) (7.3) ys0 s0 і Пб0) На рис.246 показана зависимость величины построенная на основании измеренных зависимостей 1«рд wj Для X = 450 нм пропускание увеличивается от значения T j», = = 5 КГ до fTtnax = Ю , поэтому величина 1.1 T(S)J с ростом 5 монотонно уменьшается примерно на 10%. Если бы квантовый выход люминесценции не зависел от -S , то в соответствии с соотношением (7.3) величина R в процессе возбуждения уменьшилась бы на 10% от своего начального значения. Однако на опыте наблюдается иная зависимость R( v (рис.246): в различных об -разцах на участке крутого роста T (S) значение R ( во -зрастает в 5 4 15 раз, что однозначно указывает на возрастание У в процессе возбуждения. Увеличение квантового выхода фото -люминесценции, обусловленной излучательным захватом электрона на центры рекомбинации, означает, что в процессе возбуждения происходит перераспределение рекомбинационного потока между конкурирующими каналами рекомбинации [III] .
Таким образом, на основе совместного исследования нелинейного поглощения и фотолюминесценции установлено, что крутая зависимость T(S) в ZttSe сопровождается сменой механизма рекомбинации с участием глубоких центров.
Уменьшение гч на участке насыщения T(S) (рис.24) связано с насыщением 1ФЛ (о/ . Так как максимальное значение коэффициента пропускания не превьшает 10%, насыщение люминесценции нельзя объяснить насыщением мощности поглощения возбуждаю -щего излучения. Обнаруженная корреляция между Т\о) и I (5J позволяет предположить, что спектроскопические модели насыщения поглощения и фотолюминесценции имеют общие центры (уровни).
Температурная зависимость просветления в при -месном полупроводнике
В монокристаллах Z.nSe ( 8) и 21п7 - [54] температурная зависимость просветления в примесном канале поглощения не описывается зависимостями (") , полученными для модели двух гауссовых примесных зон [іО-ІЗ] и модели дискретный уровень -параболическая зона [16,54J . Температурная зависимость насыщения поглощения должна определяться, в основном, тепловыми переходами между состояниями, разделенными минимальным энергети -ческим интервалом. В 10, II было показано, что крутизна за -висисмости k(S) возрастает с ростом С /С } где коэффициенты захвата на ловушку основных и неосновных носите -лей соответственно. Отношение Сгъ/&, сильно возрастает с уменьшением энергетического интервала между резонансно возбуж -даемым уровнем и уровнем ловушки. Поэтому тепловые переходы в канале ловушка - резонансно возбуждаемый уровень могут опреде -лять температурную зависимость просветления в случае крутой зависимости /с(о) . Кроме того, если просветление наблюдается вблизи края собственного поглощения, необходимо учитывать переходы в канале примесь - ближайшая зона. Рассмотрим влияние двух указанных типов тепловых переходов на примере полупроводника Уі - типа, в котором реализуется насыщение поглощения в канале валентная зона - мелкий донор (рис.34).
Тепловые переходы с участием ловушек. Уравнения баланса с учетом тепловых переходов в канале 2-4 можно записать в следующем виде: сгЯК -л»)= V -ft2) +С„ 4(Мі-Пі), (I2-2) а уравнение электронейтральности имеет вид Kt + П »- YLb /\Zf + ДЛ/. (12.3)
В уравнениях (12.1), (12.2) = +/1 + . (t Jtj) , Ct-. = -- 0 ( tj) , где IA0 - плотность энергии равновес -ного излучения. В силу принципа детального равновесия [2,122] величины (-24 и Cfe связаны соотношением Сг - лрвхр Мр2 , где Л р/ь - энергетический интервал между донорным уровнем и ловушкой, К - постоянная Больцмана. В результате численного решения системы уравнений (12.I) - (12.3) для различных значений лЕ /Кі: установлено, что увеличение скорости тепловых переходов в канале 2-4 уменьшает значение 5 » при котором начинается изменение к (рис.35), не изменяя зависимости к\Ь) на заключительном этапе просветления. С ростом дЕ /КЬ крутиз на зависимости коэффициента поглощения от S на начальном участке кривой k(S) уменьшается и кривая k(S) приближает ся к зависимости . Таким образом, увели чение с ростом температуры скорости тепловых переходов в канале примесь - ловушка не может быть причиной резкого уменьшения параметра э( с ростом температуры, которое наблюдается в ZyiSe. и ZnTe. .
Тепловые переходы в канале примесь - ближайшая собственная зона. Для анализа температурной зависимости насыщения поглоще -ния в канале 1-2 с учетом тепловых переходов в канале 2-3 чис -ленно решалась система уравнений Ы Ы2-пгМ±) Kz[C Nr ) C )]9 (12.4) Сг л2(Л -/ь4) = , 6 -/ ), (12.6) 1+Лг /1.,+/ =rA/f+A , (12.7) где Nc = 2(2Хщ Кі / Lz) 2 - эффективная плотность состоя -ний в зоне проводимости [I22J , / -Л - эффективная масса электрона, я- - постоянная Планка, дСс/ —E-c Eot, В результате анализа зависимостей k(S,i.) , полученных для различных наборов параметров С І , Л/ , установлено, что увеличение скорости тепловых переходов в канале донор - зона проводимости всегда приводит к смещению кривой k(S) в сторону больших S (рис.36,37). Для значений /, Л , Л/ » типич_ ных для слабо легированных широкозонных полупроводников, увеличение температуры от 80 до 300 К может приводить к смещению кривой к, \S) по оси S более, чем на 2 порядка, что соответствует увеличению 0C(5,i) примерно в 100 раз. Если ЦгаЛ-зЛ » то увеличение t наряду с уменьшением -C ,tJ приводит к исчезновению резкого начала просветления и крутого уменьшения к.
Определяющее влияние на температурное изменение зависи -мости k(S) имеет величина поэтому для создания фототропных фильтров, нечувствительных к изменению температуры, следует уменьшать величину Q , например, увеличивая концентрацию примеси Nz или глубину примесного уровня дЕ;Се , т.е. для получения фильтров, работающих в широком интервале температур, надо использовать специально ле -тированные кристаллы. При этом целесообразнее использовать ши -рокозонные полупроводники YL - типа, так как Иге Ж/ и при одинаковых концентрациях примеси и значениях дЕ просветление в канале валентная зона - донор в полупроводнике п - типа будет менее чувствительно к изменению температуры, чем про -светление в канале акцептор - зона проводимости в полупровод -нике р - типа.
Корреляция спектров возбуждения полосы просвет -ления и самоактивированной фотолюминесценции в селениде цинка
В 14 было показано, что возбуждение монокристаллов СІгЦв излучением различных длин волн вызывает одинаковую деформацию края поглощения, а изменение длины волны возбуждающего излуче -ния приводит лишь к изменению эффективности возбуждения. Оче -видно, что важную информацию о механизме оптических переходов, обусловливающих подобную реакцию на интенсивное возбуждение, можно получить, исследуя спектры возбуждения нелинейного погло 116
щения, т.е. изменение оптической плотности 13 образца на длине волны зондирующего излучения И,э Аз пи ваРиаЧии длины волны возбуждающего излучения лg и фиксированной плот -ности потока возбуждающего излучения S S0 . В настоящем параграфе обнаружена корреляция спектров возбуждения полосы про -светления (СВПП) и самоактивированной фотолюминесценции (СВФЛ) и предложена схема оптических переходов, описывающая просвет -ление citb DS под действием излучения различных длин волн.
Спектры возбуждения нелинейного поглощения измерялись по схеме, показанной на рис.41а. В качестве зондирующего исполь -зовался световой поток, проходящий через призму I, чтобы избе -жать при вариации Аб изменения относительного положения возбуждающего и зондирующего потоков внутри образца вследствие дисперсии призмы. Для увеличения отношения сигнал/фон на входе фотоприемника б перед ним устанавливался интерференционный светофильтр с максимумом пропускания на длине волны зондирую -щег# излучения. Для всех использовавшихся в экспериментах зна -чений Ав}Лз отношение сигнал/фон было не менее 10. Постоянство значения Ь 0 поддерживалось с точностью около 10%.
Экспериментальные результаты. На рис.44 (кривая I) показан типичный спектр возбуждения полосы просветления образца 2t.be первой группы: зависимость относительного изменения оптической плотности образца лТ}(Хв в)/ дт0ІК()ідО) от значения )і для А- = 453 нм, S = 30 МВт/см . Здесь AD ак(Л3/- макси \ мальное изменение оптической плотности на длине волны Л з
Для образца толщиной 0,6 мм и л = 453 нм величина mJ Agу = - 3,7. Увеличение эффективности возбуждения при уменьшении AQ ОТ 480 до 453 нм коррелирует с возрастанием коэффициента поглощения и, по-видимому, связано с ростом плотности потока (14.2), поглощаемого образцом. Для значений Л л3 с увели -чением энергии кванта возбуждающего излучения эффективность возбуждения снижается, несмотря на возрастание fcolAsJ
Измерение спектра возбуждения полосы фотолюминесценции с максимумом 635 нм, доминирующей в спектре фотолюминесценции образцов Zrt.Se первой группы (рис.45, кривая I) показало, что спектр возбуждения этой полосы как при ламповом (рис.46, кривая I), так и при лазерном (рис.46, кривая 3) возбуждении, характеризуется теми же особенностями, что и СВПП для данных образцов, однако максимум в спектре возбуждения ФЛ смещен в коротковолновую сторону относительно максимума СВПП.
Корреляция спектров возбуждения полосы просветления и по -лосы оранжево-красной фотолюминесценции наблюдается и для об -разцов /LK )S второй группы. Спектр поглощения, СВПП и СВФЛ (рис.476) в этих образцах смещены в коротковолновую сторону по сравнению с соответствующими спектрами для образцов первой группы (рис.47,48), а в спектре фотолюминесценции доминирует полоса с максимумом 605 нм. Как и для образцов первой группы, максимум СВПП смещен относительно максимума СВФЛ в длинноволновую сто -рону.
Обсуждение результатов. Фотолюминесценция селенида цинка, обусловленная оптическими переходами с участием глубоких уров -ней, исследовалась в работах [147-157] . В оранжево-красной области спектра выделяют две полосы ФЛ - полосу, обусловленную переходами с участием атомов Lu , и полосу, связанную с захватом электрона на акцептор, образованный комплексом ( v " U ), где Vja - вакансия цинка, D - донор, атом элемента III или УІІ группы - так называемую самоактивированную люминесцен -цию. Значения л ах для Си - полосы составляют 625 нм (77 К) [147] , 640 нм (85 К) [149J , 630 нм (90 К) [150], для 121 Рис.47, а б Ю к55 Ав,н кк5 Ц50 спектр фотолюминесценции образцов селенида цинка второй группы; спектры возбуждения полосы просветления и фото -люминесценции и спектр поглощения образцов ВТО -рой группы. самоактивированной полосы - 615 нм (77 - 90 К) 147,149,150J . Легирование ZftSe элементами третьей группы (пэ Jn 3 G-ot ) смещает максимум излучения для самоактивированной полосы с 615 до 635 нм (85 К) ["149] , в работах f 155,156J описаны 2 полосы самоактивированной ФЛ с A mQx = 605 и 640 нм, наблюдавшиеся при 77 К в одном образце, полоса 640 нм связывается с присутствием в специально не легированных образцах пЪе примеси At.
