Диссертация (1097819), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Для кристаллов толщиной 1 мм и 1 = 0, 2 = 1, = 0, 1 и′1 составляют 0.790 мкм и 0.75 мкм соответственно.Первый минимум не будет проявляться в спектрах пропускания, когдатолщины кристаллов будут меньше (2 −202 )2 (2 −202 )2 2 +2 2 2<(2 −201 )2 1 2 (1−21 )для 2 и ′<для 2 , где — длина волны края поглощения кристал-ла. Край поглощения 2 и 2 определяется непрямыми переходами [4].Если коротковолновую границу полосы прозрачности кристалла определятьпо = 0.05, то эта величина, вычисленная из 2.6, будет составлять 0.626 и0.579 мкм для 2 и 2 соответственно.Значения длин волн минимумов и максимумов в спектральной характеристике пропускания кристаллов изменяться при изменении угла между поляризаторами 0 . Количество экстремумов и спектральные интервалы между ними определяются толщиной кристалла, удельным вращением плоскости поля-87ризации света и углом между главными направлениями поляризаторов.
Приуменьшении толщины кристалла и величины удельного вращения плоскостиполяризации количество экстремумов сокращается. Количество экстремумови спектральные интервалы между ними определяются толщиной кристалла,удельным вращением плоскости поляризации света и углом между главныминаправлениями поляризаторов. При уменьшении толщины кристалла и величины удельного вращения плоскости поляризации количество экстремумов сокращается.
По максимумам (минимумам) в пропускании кристалла можно определить удельное вращение плоскости поляризации света, а внося управляемыйсдвиг фазы между поляризаторами, по спектральному положению остальныхэкстремумов — дисперсию удельного вращения гиротропного кристалла.Вобластикраяпоглощения 2 обнаружендихроизмкруговой[87],спек-тральные зависимостикоторогоотличаютсяот образца к образцу,что свидетельствует обвлиянии дефектов вэтой области на оптическую активность исвязь подавлении оптической активности сдефектами кристаллической структуры.Выводы: В кри кристаллов 2 = 640 град/ммРисунок 2.8: Спектральная зависимость пропусканияс удельным вращением плоскости поляризации с(630 нм) при углах0 = 0°, 30°, 60°, 90°:А — эксперимент, В — теория.сталлахдифосфидакадмияобнаруженоизменениехаракте-ристик оптической активности, связанных с технологией их получения.
На88гиротропные свойства кристаллов оказывает влияние температурный режимроста кристаллов, состав и давление пара компонентов в ампуле. В лево иправо вращающих совершенных кристаллах дифосфида цинка такое явлениене обнаружено. Облучение кристаллов 2 и 2 до значительных доз радиации (103 Р) не приводит к заметному изменению характеристик оптическойактивности.Проведенные исследования показывают, что в дифосфиде кадмия вариацияусловий кристаллизации изменяет характеристики гирации. Удельное вращениеплоскости поляризации при распространении света вдоль оптической оси кристалла является достаточно чувствительным параметром к структурному несовершенству кристаллической решетки и составу кристалла.Подавление естественной гиротропии кристаллов 2 может быть связано с разупорядочениемкристаллической решетки 2 на наноразмерном уровне, вызванном отклонением от стехиометрического соотношения состава компонентов кристалла впрофессе роста кристалла.По предварительным данным при кристаллизациииз газовой фазы происходит образование доменов из энантиомеров (вставкарис.
2.7 (В)). Установление механизмов подавления оптической активности вкристаллах 2 и 2 , связано ли это явление с образованием антифазныххиральных доменов в соответствие с механизмом предложенным в [88] или влиянием на оптическую активность модуляции кристаллической решетки, вызванной фазовыми переходами [89, 97, 100, 101] или генерацией дефектов в процессероста, требует дополнительных экспериментальных исследований исследованийи более глубокого теоретического анализа [14, 102].Методом позволяющим определять оптическую активность, дисперсию оптической активности, а также рацемические эффекты в гиротропных средах,может служить анализ положений экстремумов в спектральных характеристиках пропускания поляризованного света вдоль оптической оси кристалла, помещенного в ячейку скрещенных поляризаторов.89Рисунок 2.9: Спектральные зависимости пропусканиякристаллови в аксиальных поляризаторах (В) для толщин кристаллов,2мкм: 1 —в скрещенных поляризаторах (А)173,2 —16,3 —35,4 —53(навставке показана ориентация плоскости поляризации света относительно кристаллографических осейкристалла).2.2Двулучепреломление и структура энергетических зон в областикрая поглощения кристаллов 2 и 2 (48 ).Двулучепреломление в тетрагональных кристаллах дифосфидов цинка и кадмия исследовано в работах [84–86,103,104].
Коэффициент преломления, дисперсия двулучепреломления в этих работах определены методом призмы. Исследование интерференции обыкновенной и необыкновенной волны позволяет достаточно точно определить величину двулучепреломления и ее спектральнуюхарактеристику. На рис. 2.9 и 2.10 представлены кривые интерференции для2 и 2 (48 ) в конфигурации показанной на вставке рис.
2.9. Кристаллографическая ось кристаллов лежала в плоскости пластины и составляла поотношению к главным направлениям поляризатора и анализатора угол ±45°.Расчеты величины двулучепреломления и порядка интерференции по спектрам пропускания проводились по формулам:( − ) =)︂−1+1+, − +1 − −1(︂)︂1′ +1′ −1′ −1=+,2′ ′ − ′ +1 ′ − ′ −11=2(︂ · +1,( − +1 )(2.7)(2.8)(2.9)90Рисунок 2.10: Спектральные зависимости пропусканиякристаллов2 (48 ) в скрещенных, мкм: 1 — 48, 2 — 32,поляризаторах (А) и в аксиальных поляризаторах (В) для толщин кристаллов3 —25.где — порядок интерференции ( = 1, 2, 3, · · · ), , +1 , −1 — длины волнмаксимумов интерференции, — толщина кристалла, — показатель преломления обыкновенного луча, — показатель преломления необыкновенноголуча.
По формулам (2.8) и (2.9) рассчитывался порядок интерференции дляаксиальной и ортогональной ориентаций поляризатора и анализатора соответственно.На рис. 2.11 представленыспектральные зависимости − . Значения двулучепреломления для аксиальной и ортогональной ориентаций поляризатора и анализатора представлены на дисперсионных кривыхразными значками.Рисунок 2.11: Дисперсия двулучепреломления кристаллов2(1) и2 (48 )(2).Величины и характер дисперсии двулучепреломления длякристаллов толщиной > 150 мкм близки к представленным в [96, 105, 106]. Длятонких кристаллов (десятки мкм) число экстремумов невелико и средние значения двулучепреломления получаются завышенными.Глубину интерференции можно определить коэффициентом = ( − )/( + ).
Из экспериментальных исследований следует, что умень-91шается с ростом толщины кристаллов (рис. 2.12), при подходе энергий фотоновк краю фундаментального поглощения. Его величина в дифосфиде цинка внесколько раз выше, чем в дифосфиде кадмия.Уменьшение амплитуды интерференции при уменьшениидлины волны связано с ростомпоглощения света в кристалле.
Это подтверждается тем,что на более тонких кристаллах коэффициент больше вобласти края поглощения. Обратно пропорциональная зависимость глубины интерференционной картины от толщиныРисунок 2.12: Зависимость коэффициентакристалла2на длинах волн,нм: 1 —от толщины780,2 —660.кристаллов может быть объяснена сносом излучения необыкновенной волны характерным для отрицательных оптически активных кристаллов и уменьшениемобласти перекрытия интерферирующих волн. Меньшая величина в 2 посравнению с 2 в области прозрачности может быть связана с поглощениемсвета на структурных дефектах кристаллической решетки 2 , ответственныхза подавление оптической активности кристалла [90].Как следует из полученных результатов, более высокое разрешение и меньшая погрешность в определении среднего значения двулучепреломления на заданной длине волны достигается на кристаллах с большей толщиной.
Это обусловлено тем, что период интерференционных осцилляций с увеличением толщины кристалла уменьшается. Наряду с этим, из — за сноса излучения необыкновенной волны, уменьшается амплитуда интерференции и соответственно точность определения длин волн экстремумов. В области края фундаментального поглощения величины двулучепреломления полученные по интерференции обыкновенных и необыкновенных волн значительно больше, чем в работах [84, 104].922 2 для кристалловкрая фундаментального поглощения при температуре 9 K.Рисунок 2.13: Спектр поглощенияи его производная по энергии2в областиВ спектрах интерференции выполняется условие равенства единице суммыкоэффициентов пропускания в аксиальной и ортогональной ориентациях поляризатора и анализатора.Краевое поглощение монокристаллов 2 при комнатной температуре начинается пологим ростом коэффициента поглощения для обоих поляризаций( ‖ , ⊥ ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
