Все науки. №4, 2023. Международный научный журнал

где r

– электрооптические коэффициенты. Уравнение (6) записано в главной системе координат. После освещения поле сохраняется в кристалле длительное время благодаря захвату неравновесных электронов и дырок. Этот механизм захвата ответствен за оптическую память.

Использование в голографической записи в LiNbO3: Fe дает преимущества. В этом случае запись осуществляется фотовольтаическим эффектом (ФЭ) соответствующей фотовольтаическому току. Генерируемое фотонапряжение порядка (10

—10

) В/см ответствен за оптический память в кристаллах LiNbO3: Fe.

Стирание может осуществляться путем отжига кристалла при 170

С. Имеются и другие методы стирания.

2. ЗВУКОВАЯ ПАМЯТЬ В КРИСТАЛЛАХ НИОБАТА ЛИТИЯ

В технике уже довольно давно используют слегка желтоватые монокристаллы ниобата лития LiNbO

. Это удивительно «талантливый» материал: сегнетоэлектрик (его диэлектрическая проницаемость зависит от напряженности электрического поля, температуры и предварительной поляризации). Кристалл содержит особые микроскопические области – сегнетоэлектрические домены, различающиеся по направленности поляризации. Размеры доменов 10

—10

 м, или 0,1—10 мкм. Воздействуя электрическим полем, домены можно перемещать по кристаллу, в сильном поле направление поляризации всех доменов можно сделать одинаковым (кристалл становится монодоменным). При повышении температуры до определенной величины способность поляризоваться и образовывать домены пропадает. У ниобата лития эта температура (точка Кюри) очень высокие составляет 1210°С. Поляризация возникает в результате несовпадения «центров тяжести» положительных и отрицательных зарядов в кристалле, небольшого и согласованного смещения ионов из положения, при котором заряды полностью компенсируют друг друга.

Физики из Университета Миссисипи М. Мак-Ферсон, И. Островский и М. Бризил. изучая прохождение коротких импульсов ультразвука сквозь тонкую пластину ниобата лития (LiNbO3) обнаружили новый физический эффект «звуковой памяти» в кристаллах [11].

Неожиданно ученые обнаружили, что еще один ультразвуковой сигнал с той же частотой и фазой излучается кристаллом спустя семьдесят миллисекунд после прохождения основного импульса. Исследование показало, что громкость «эха» зависит от температуры кристалла и частоты ультразвука. Эффект максимален при 26 мегагерцах и исчезает при температуре выше 75 градусов Цельсия, но при более низких температурах он воспроизводился.

Акустическая причуда ниобата лития может быть связана с его весьма необычнымии крайнем полезными электрическими свойствами: при сжатии он создает электрическое поле. Электрические поля изменяют траекторию проходящего через него света. Поэтому вещество используется в оптоволоконных средствах коммуникации и в голографической памяти.

Каждый кристалл ниобата лития состоит из лоскутков так называемых сегнетоэлектрических доменов. Бризиль подозревает, что частота отложенного эхо, создаваемого кристаллом, связана с размером этих доменов, определяющих пригодность материала для различных целей.

Подобно тому, как магнитные материалы «запоминают» магнитное поле, сегнетоэлектрики в определенных условиях могут «запомнить» электрическое поле. Эта особенность широко используется при изготовлении электромагнитных детекторов и других устройств.

По мнению ученых, он тесно связан со свойствами доменов (областей с одинаковой электрической поляризацией) внутри кристалла и объясняется образованием и последующей релаксацией электрических зарядов вблизи границ доменов.

Эффект пока не нашел надежного теоретического объяснения и нуждается в перепроверке, но уже ясно, что его можно с успехом применять для контроля качества пластин ниобата лития.

Представляется, что ниобат лития хранит звуковую энергию временно. Как это происходит, пока не ясно, но исследователи и мы отмечаем, что звуковая волна сжимает вещество, через которое проходит. Это создает в кристалле электрические поля, которое двигает электрически заряженные атомы, которые содержит кристалл. Когда поступление звука извне прекращается, ионы возвращаются обратно, но не все в одном направлении – движение разделено доменами, определяющими границы, на которых направление изменяется.

По закону сохранение энергии при возвращении ионов они выделяют полученную энергию в виде отложенной акустической волны. Это заставляет каждый домен зазвучать. Более сильное эхо связано с частотой резонанса доменов, которая зависит от их размеров.

Предполагается, что величина эха зависит от концентрации доменов и что эффект можно будет использовать для определения качества кристаллов. Какова действительная природа эффекта, еще предстоит выяснить.

Быть может, камни действительно заговорят?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе сделан обзор и обсуждёна фотовольтаическая, оптическая (фоторефрактивная) и звуковая память в кристаллах ниобата лития. Коэффициенты в кристаллахниобата лития порядка K = (2—3) ? 10

A?см? (Вт)

.

Использование в голографической записи в LiNbO3: Fe. дает преимущества. В этом случае запись осуществляется фотовольтаическим эффектом (ФЭ) соответствующей фотовольтаическому току. Генерируемое фотонапряжение в кристаллах LiNbO3: Fe порядка

(10

—10

) В/см ответствен за оптическую память.

Ниобат лития широко применяется в голографии и запоминающих устройствах благодаря своим прекрасным сегнето- и пьезоэлектрическим свойствам. Подобно тому, как магнитные материалы «запоминают» магнитное поле, сегнетоэлектрик LiNbO3 в определенных условиях могут «запомнить» электрическое поле.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рывкин. С. М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. М.: Физматгиз. 1963. 494С.

2. Бьюб Р. Фотопроводимость твердых тел. М.: ИЛ. 1962. 558С.

3. Э.И.Адирович. Фотоэлектрические явления в полупроводниках и оптоэлектроника. Ташкент: Фан. 1972. 343 С.

4. Glass A.M., Voh der Linbe D., Nerren T.J.//High- voltage Bulk Photovoltaic effect and the Photorefractive process in LiNbO

. J. Appl. Phys. Let, 1974. N4. v.25. p.233—236.

5. Фридкин В. М. Фотосегнетоэлектрики. М.: Наука. 1979. С.186—216.

6. В.И.Белиничер. Исследования фотогальванических эффектов в кристаллах. Дисс. на соискание. докт. физ-мат. наук. Новосибирск. 1982. 350С.

7. Леванок А. П., Осипов В. В. Механизмы фоторефрактивного эффекта. // Изв. Ан. Россия, 1977. Т.41. №4. C.752—769.

8. Стурман Б. И., Фридкин В. М. Фотогальванические эффекты в средах без центра инверсии. М.: Наука. 1992. 208 С.

9. Фридкин В. М. //Объемный фотовольтаический эффект в кристаллах без центра симметрии. Кристаллография. 2001. Т.46 №4. С.722—726.

10. Фридкин В. М., Магомадов Р. М. Аномальный фотовольтаический эффект в LiNbO3: Fe в поляризованном свете. //ж. Писма ЖЭТФ. 1979.т30.С.723—726.

11. Энциклопедия (https://ridero.ru/link/c3zjvTPQVIwHAjG6JIDgk). Запись опубликована 27.09.2002 в 00:00 в следующих рубриках: …архив новостей 2002—2007 (https://ridero.ru/link/BT6cVktFiRVtO-09JXOX9).

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛЁНОЧНОГО ТЕРМОГЕНЕРАРОРА

УДК 621.362

Юлдашалиев Дилшод Кулдошалиевич

преподаватель кафедры «Профессиональное образование» Ферганского Государственного Университета