ОПТИЧНІ ТА НЕЛІНІЙНО-ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КРИСТАЛІВ AgGaGeS4, ЛЕГОВАНИХ Er
DOI:
https://doi.org/10.32782/pet-2022-1-5Ключові слова:
напівпровідники, оптичне поглинання, генерація другої гармонікиАнотація
У роботі проведено аналіз впливу ширини забороненої зони та середніх розмірів зерен на інтенсивність генерації другої гармоніки кристалів AgGaGeS4 та AgGaGeS4 легованого Er. Для оцінки ширини забороненої зони проведено дослідження спектрального розподілу коефіцієнта поглинання в області краю фундаментального поглинання. Оцінена ширина забороненої зони на рівні α = 350 см-1 при Т=300 К становить 2,83 та 2,91 еВ для AgGaGeS4 та AgGaGeS4:Er відповідно. Встановлено, що введення рідкоземельного елементу (Er) до AgGaGeS4 сприяє збільшенню ширини забороненої зони досліджуваної сполуки. Внаслідок нецентросиметричності кристалічної структури кристали AgGaGeS4, леговані рідкоземельними металами, викликають інтерес внаслідок потенційного їх використання в електрооптичних та нелінійно-оптичних пристроях. З огляду на це нами проведено дослідження генерації другої гармоніки. Встановлено, що інтенсивність генерації другої гармоніки в легованих кристалах є меншою в порівнянні з такою в нелегованих зразках. Важливим є те, що при збільшенні розміру зерен інтенсивність SGH збільшується як у кристалах AgGaGeS4, так і в AgGaGe3Se8:Er Отриманий результат свідчить про те, що багатокомпонентні халькогеніди, а саме AgGaGeS4 та AgGaGeS4:Er, є перспективними нелінійно-оптичними матеріалами, оскільки в них поріг лазерного пошкодження є більшим, а нелінійно-оптичний відгук порівняний із комерційно використовуваним AgGaS2.
Посилання
Rame Jérémy, Petit Johan, Boivin Denis, Horezan Nicolas, Melkonian Jean Michel, Godard Antoine, Viana Bruno. Homogeneity characterization in AgGaGeS4, a single crystal for nonlinear mid-IR laser applications. Journal of Crystal Growth. 2020. Vol. 54815. 125814.
Kasumova Rena J. Second optical harmonic generation of Co2 laser radiation in CGA crystal. Journal of Nonlinear Optical Physics and Materials. 2013. 22(2). 1350023.
Ni You-Bao, Wu Hai-Xin, Geng Lei, Wang Zhen-You, Huang Fei, Mao Ming-Sheng, Cheng Gan-Chao. Numerical analysis of infrared nonlinear optical crystal material AgGaGeS4 in laser experiments. Rengong Jingti Xuebao/Journal of Synthetic Crystals. 2008. 37(4). P. 790–794.
D. S. Chemla, P. J. Kupecek, D. S. Robertson, R. C. Smith. Silver thiogallate, a new material with potential for infrared devices. Opt. Commun. 1971. Vol. 3. P. 29−31.
Boyd G. D., Buehler E., Storz F. G. Linear and nonlinear optical properties of ZnGeP2 and CdSe. Appl. Phys. Lett. 1971. Vol. 18. P. 301−304.
L. Bai, Z. Lin, Z. Wang, C. Chen, M. H. Lee. Mechanism of linear and nonlinear optical effects of chalcopyrite AgGaX2 (X=S, Se, and Te) crystals. J. Chem. Phys. 2004. Vol. 120. P. 8772−8778.
Kurtz S. K., Perry T. T. A powder technique for the evaluation of nonlinear optical materials. J. Appl. Phys. 1968. Vol. 39. P. 3798−3813.
Pankove J. I. Optical Process in Semiconductors. Dover, New York, 1975. P. 35.
Tauc J. In optical properties of solids / ed. by F. Abeles. Amsterdam, 1970. 277 p.
Kodolbas Alp Osman. Empirical calibration of the optical gap in a-Si1-xCx:H (x<0.20) alloys. Materials Science and Engineering. 2003. Vol. 98. P. 161–166.
G.Ye. Davydyuk, G.L. Myronchuk, G. Lakshminarayana, O.V. Yakymchuk, A.H. Reshak, A. Wojciechowski, P. Rakus, N. AlZayed, M. Chmiel, I.V. Kityk, O.V. Parasyuk. IR-induced features of AgGaGeS4 crystalline semiconductors. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2012. 73(3). P. 439–443.
M. G. Brik, O. V. Parasyuk, G. L. Myronchuk, I. V. Kityk. Specific features of band structure and optical anisotropy of Cu2CdGeSe4 quaternary compounds. Mater. Chem. Phys. 2014. Vol. 147, № 1-2. P. 155–161.
M. G. Brik, I. V. Kityk, O. V. Parasyuk, G. Myronchuk. Photoinduced features of energy band gap in quaternary Cu2CdGeS4 crystals. J. Phys.: Condens. Matter. 2013. Vol. 25. P. 505802 (11pp).
I. V. Kityk, G. L. Myronchuk, M. Lelonek, P. Goring, L. Piskach, B. Vidrynsky, A. Ryzhuk, A. O. Fedorchuk, J. Jedryka. Optoelectronic and non-linear optical properties of Lu-doped AgGaGe3Se8 crystallites. Optical and Quantum Electronics. 2020. Vol. 52. Article number: 395.
Synthesis, structure, and properties of Li2In2MQ6 (M = Si, Ge; Q = S, Se): a new series of IR nonlinear / Wenlong Yin, Kai Feng, Wenyu Hao, Jiyong Yao, and Yicheng Wu. Opt. Mat. Inorg. Chem. 2012. Vol. 51. P. 5839−5843.
