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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 Buse11Physikalisches 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

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