《隧穿效應在光折變雙中心能級模型中的作用》是依託哈爾濱工業大學，由申岩擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：隧穿效應在光折變雙中心能級模型中的作用
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：申岩
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對於摻雜光折變晶體，目前普遍用雙中心帶輸運模型來描述光折變過程中的電子輸運過程。雙中心模型的建立需要晶體在模型中有兩個不同的能級中心，它們是由材料的本徵缺陷或是往材料里摻加適當的雜質所形成。國際上普遍認為兩個能級中心上的電子都是通過導帶進行交換，對由隧穿效應導致的深淺能級之間直接電子交換過程的研究基本還是空白。我們將對在光折變空間電荷場研究的基礎上，開展對不同摻雜光折變晶體中帶輸運模型的機理研究，切入點是隧穿效應在光折變雙中心能級模型中的作用。我們研究在不同摻雜鈮酸鋰晶體中由隧穿效應所導致在深淺能級之間的直接電子交換過程對晶體空間電荷場的影響，利用其影響研究對此模型進一步完善的方法，同時還利用其影響研究通過改變晶體摻雜、組份或實驗條件等方面最佳化晶體光折變性能的方法。我們的研究將為通過摻雜光折變晶體發生的非線性效應理論與套用奠定更加堅實的理論基礎。
結題摘要
伴隨著光折變效應套用的不斷發展，利用光折變材料已成功製作了多種光子學器件。同時人們在探索光折變非線性光學效應的微觀機制和介觀現象等方面也進行了大量深入的研究工作。然而即便到今天，人們對光折變效應及其套用的了解仍不盡全面。光折變空間電荷場是承接光折變非線性光學效應的微觀物理參數和介觀現象的物理量。對它的研究將對光折變微觀機制和介觀現象的研究有著很大的指導意義。本項目針對目前光折變空間電荷場的演變在非線性效應中的兩個套用(一個是非常有套用前景的光折變非揮發全息存儲，另一個是當前非常熱門的光伏孤子)作了比較深入、系統的研究,希望人們能對光折變效應有更進一步的認識。 本項目以雙中心模型為基礎，從理論上研究了穩態低光強連續光條件下LiNbO3:Fe:Mn和LiNbO3:Cu:Ce晶體的非揮發全息記錄過程中所形成的空間電荷場。我們通過比較在Mn2+/Mn3+ 和Fe2+/Fe3+ （LiNbO3:Fe:Mn中的）以及Cu+/Cu2+和Ce3+/Ce4+（LiNbO3:Cu:Ce中的）能級之間不同的電子交換過程對空間電荷場的貢獻，推斷通過深淺能級之間的隧穿效應而實現的直接電子交換過程在非揮發全息存儲過程中起到了非常重要的作用。項目從理論上證實了低光強下近化學比LiNbO3:Fe的空間電荷場性能遠大於LiNbO3:Fe:Mn晶體。 本項目還以雙中心模型為基礎，通過研究材料參數和實驗條件對靈敏度和動態範圍的影響，討論了提高非揮發全息存儲性能的幾種可能途徑。結果證實，近化學比LiNbO3:Fe在低光強連續光範圍內通常比LiNbO3:Fe:Mn晶體有著更高的記錄靈敏度和更大的動態範圍。 最後，本項目研究了光折變光伏空間孤子隨時間的演化過程以及背景光對光伏空間孤子的影響。結果表明，在有背景光時，光伏空間孤子隨時間的演化過程比沒有背景光時要快，演化過程加快的倍數恰為背景光與暗輻照光強之比。
