Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm
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DF: Dielektrische Festkörper
DF 1: Elektrische und optische Eigenschaften I
DF 1.7: Fachvortrag
Montag, 26. März 2001, 12:10–12:30, S18/19
Röntgeninduzierte photochrome Effekte in Kupfer–dotierten Lithiumniobat–Kristallen ∗ — •Dirk Berben1, Birk Andreas2 und Karsten Buse1 — 1Physikalisches Institut, Universität Bonn, Wegelerstraße 8, D-53115 Bonn — 2Fachbereich Physik, Universität Osnabrück, Barbarastraße 7, D-49069 Osnabrück
Untersuchungen röntgeninduzierter photochromer Effekte in
Kupfer–dotierten Lithiumniobat–Kristallen (LiNbO3) werden
vorgestellt. Die Dosis und die Energie der Röntgenstrahlung
sowie die Dotierung und die Zusammensetzung der Kristalle werden
dabei variiert. Dazu diffundieren wir Kupfer und Lithium ein. Die
Zusammensetzung der Kristalle reicht von kongruent–schmelzend,
cLi = 48.4 %, bis nahezu stöchiometrisch,
cLi = 49.8%. Die beobachteten photochromen Effekte
führen wir aufgrund der spektralen Verteilung auf eine
strahlungsinduzierte Erhöhung der Cu+–Konzentration
zurück: Die Röntgenquanten (Energien bis zu 150 keV)
schlagen Elektronen aus beliebigen Atomen des Kristalls, welche
dann an Cu2+ gebunden werden. Entgegen den Erwartungen wird
der beobachtete Effekt mit zunehmender Dotierung jedoch kleiner;
oberhalb einer Kupfer–Konzentration von cCu= 7 ×
1025 m−3 verschwindet er ganz. Bei
stöchiometrischeren Kristallen ist die strahlungsinduzierte
Verfärbung deutlich schwächer. Sämtliche beobachteten
Effekte sind völlig reversibel und verschwinden unter
Kaltlichtbeleuchtung (I ≈ 15 mW/mm2) nach wenigen
Minuten. Die Untersuchungen zeigen: Die photochromen Effekte in
LiNbO3 sind so klein, dass das Material für Anwendungen in
der Röntgenoptik und Röntgensensorik geeignet ist.
∗ Gefördert durch die DFG, Projekt BU913/8-1