Postępy w badaniach fotoprzewodnictwa monokryształów sillenitów mieszanych

• Autorzy: Żmija J. , Majchrowski A. , Szymczak H. , Borowiec M. T.

Warianty tytułu

PL

Progress in photocoductivity investigations of mixed sillenites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowano technologię krystalizacji z roztworów wysokotemperaturowych topiących się niekongruentnie sillenitów i otrzymano mieszane monokryształy Bi₁₂Ti_1-xPb_xO₂₀ (BTPbO) (x = 0,08; 0,16; 0,23; 0,36; 0,46; i 0,56), monokryształy Bi₂₅FeO₄₀ (BFeO) oraz mieszane monokryształy Bi₁₂Ti_1-xFe_xO₂₀ (BTFeO, x = 0,3). Określono górną granicę zawartości jonów ołowiu w mieszanych monokryształach BTPbO. Maksymalne wartości fotoprzewodnictwa uzyskano dla monokryształów o nominalnej wartości x = 0,2. Przeprowadzono badania fotoprzewodnictwa w szerokim przedziale spektralnym w funkcji temperatury, częstotliwości (światło modulowane) i składu (wartości x). Zaobserwowano dwa typy zależności fotoprzewodnictwa od temperatury. Do pierwszej grupy należą monokryształy sillenitów z żelazem, dla których fotoprzewodnictwo zanika ze zmniejszeniem temperatury. Do grupy drugiej należą sillenity mieszane BTPbO, dla których zależność temperaturowa jest wieloekstremowa. Wszystkie widma fotoprzewodnictwa zbadanych monokryształów sillenitów prostych i mieszanych składają się z trzech części: niskoenergetycznej odpowiadającej fotoprzewodnictwu „domieszkowemu”; o energii pośredniej związanej z fotojonizacją polaronu; wysokoenergetycznej odpowiadającej przejściu pasmo - pasmo.

EN

Crystallization from high temperature solutions of incongruently melting sillenites has been developed. Single crystals of Bi₁₂Ti_1-xPb_xO₂₀ (BTPbO) (x = 0.08; 0.16; 0.23; 0.36; 0.46; and 0.56), Bi₂₅FeO₄₀ (BFeO) and Bi₁₂Ti_1-xFe_xO₂₀ (BTFeO, x = 0.3) have been obtained. The upper level of Pb concentration in mixed BTPbO single crystals has been found. Maximal photconductivity has been obtained for BTPbO samples grown from melts containig 20 at.% of lead. Sillenite photoconductivity has been investigated in a broad spectral range in dependence of temperature, frequency (modulated light) and concentration of components. Two modes of photoconductivity-temperature dependences have been found. In sillenites containing iron the photoconductivity vanishes with decreasing temperature. In case of mixed BTPbO sillenites the dependence has multi-peak shape. All spectra of investigated sillenites consist of three parts: low-energy part corresponding to dopants photoconductivity; medium-energy part connected with ionization of polarons; high-energy part connected with bandband transitions.

Słowa kluczowe

PL

sillenity; monokrystalizacja mieszanych sillenitów; fotoprzewodnictwo

EN

sillenites; single crystal growth of mixed sillenites; photoconductivity

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology
• Rocznik: 2006
• Tom: R.11, NR 1-2
• Strony: 61--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Żmija J.

• Instytut Fizyki Technicznej, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Majchrowski A.

• Instytut Fizyki Technicznej, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Szymczak H.

• Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

autor

Borowiec M. T.

• Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

Bibliografia

• [1] Bednorz J.G. i Muller K.A.: Z. Phys. B - Condens. Matter., 1986, 64, 189-193.
• [2] Dyakonov V.P., Fita I., Doroshenko N., Baran M., Piechota S. i Szymczak H.: Physica C, 1997, 276, 245-250.
• [3] Kudinov V.I., Chaplygin I.L., Kirylyuk A.I., Kreines N.M., Laiko R., Lähderanta E. i Ayache C.: Phys. Rev. B, 1993, 47, 9017-9028.
• [4] Nieva G., Osquiguil E., Guimpel J., Maenhoudt M., Wuyts B., Bruynseraede Y., Maple M.P. i Schuller J.K.: Phys. Rev. B, 1992, 46, 14249-14252.
• [5] Gnatchenko S.L., Ratner A.M., Baran M., Szymczak R. i Szymczak H.: Phys. Rev. B, 1997, 55, 3876-3885.
• [6] Stockinger C., Markowitsch W., Lang W., Kula W. i Sobolewski R.: Phys. Rev. B, 1998, 57, 8702-8708.
• [7] Żmija J., Szymczak H., Borowiec M. i Majchrowski A.: „Fotonadprzewodnictwo w monokryształach sillenitów”, sprawozdanie z projektu KBN 7T08A 009 11 (1999).
• [8] Żmija J, Majchrowski A., Szymczak H. i Borowiec M.: Chem. Dydakt. Ekol. Metrol., 2004, 9(1-2), 9-20.
• [9] Kim Y.H., Foster C.M., Heeger A.J., Cox S., Acedo L. i Stucky G.: Physica Scripta, 1989, T27, 19-23.
• [10] Wardzyński W., Szymczak H., Borowiec M.T., Pataj K., Łukasiewicz T. i Żmija J.: J. Phys. Chem. Sol., 1985, 46(10), 1117-1129.
• [11] Wardzyński W. i Szymczak H.: J. Phys. Chem. Sol., 1984, 45(8/9), 887-896.
• [12] Borowiec M.T.: Physica B+C, 1985, 132, 223-231.
• [13] Wardzyński W., Borowiec M.T., Łukasiewicz T., Pataj K., Szymczak H. i Żmija J.: Proc. VII School Phys. Appl. Sing. Cryst. Liq. Cryst. Jurata 1985, 212.
• [14] Borowiec M.T.: Photochromic effect in absorption and photoconductivity for complex oxides Bi12GeO20 i Bi12SiO20 doped with some TM ions, Rozprawa doktorska. IF PAN, Warszawa 1986.
• [15] Majchrowski A., Borowiec M.T., Żmija J., Szymczak H., Michalski E. i Załęski M.: XXth ICCG Jerusalem (1998), Abstract book, 238.
• [16] Żmija J., Borowiec M.T., Majchrowski A., Szymczak H. i Załęski M.: E-MRS Spring Meeting, Symposium J - Materials for Coherent Optics, CD-ROM Proceedings, Strasbourg 1-4 June 1999, J-I.5
• [17] Majchrowski A., Borowiec M.T., Żmija J., Szymczak H., Michalski E. i Załęski M.: Cryst. Res. Technol., 2002, 37(8), 797-802.
• [18] Borowiec M.T., Kozankiewicz B., Szymczak H., Żmija J., Majchrowski A., Załęski M. i Zayarnyuk T.: Acta Phys. Polon., 1999, 96(6), 691-698.
• [19] Żmija J., Borowiec M.T., Majchrowski A., Szymczak H. i Zayarnyuk T.: Crystal Engin., 2002, 5, 273-282.
• [20] Borowiec M.T., Majchrowski A., Żmija J., Szymczak H., Zayarniuk T., Michalski E. i Baranski M.: Proc SPIE, 2003, 5136, 26-30.
• [21] Żmija J., Szymczak H., Borowiec M. i Majchrowski A.: Badania i optymalizacja własności transportowych sillenitów pod kątem rozszerzenia obszaru fotogeneracji nadprzewodnictwa. Sprawozdanie z projektu KBN 7TO8A03220 (2003).
• [22] Michalski E. i Majchrowski A.: J. Appl. Cryst., 2003, 36, 255- 259.
• [23] Michalski E.: J. Appl. Cryst., 1994, 27, 703-709.