РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА І ТЕХНІКА ЕКСПЕРИМЕНТУ
В роботі експериментально досліджувалися фотоіндуковані зміни ДС в об`ємних монокристалах. Такі зміни спричинялися впливом активуючого лінійно поляризованого ІЧ - випромінювання. Стан ДС монокристалів вивчався на основі МО - ефектів Фарадея і Коттона - Мутона. За допомогою зондуючого лінійно поляризованого ІЧ - випромінювання проводилося безпосереднє спостереження ДС монокристалів до початку, в процесі і після закінчення дії активуючого випромінювання. Реєструвався електричний сигнал, пропорційний фотоіндукованим змінам ДС зразка (в подальшому - МО - сигнал [223]). Вивчався вплив зовнішнього магнітного поля на характер фотоіндукованої перебудови ДС. Всі дослідження виконані при температурі зразків 78K.
Зразки. Дослідження проводилися на механічно і хімічно полірованих (110)-пластинах (0.01<<0.17), товщина яких змінювалася від 0.1 до 1 мм.
ДС механічно полірованих зразків при =300 К складалася з областей з антипаралельною орієнтацією М вздовж <>-напрямку і доменів, в яких М був направлений вздовж <>-напрямків, що належать ()-площині,-"фарадеєвська" і "коттонівська" ДС відповідно. Відносні об`єми, зайняті описаними ДС змінювалися від зразка до зразка. Проте зберігалася загальна тенденція збільшення відносного об`єму "коттонівської" ДС з ростом товщини зразків, а також при охолодженні їх від 300 К до 78 К. В хімічно полірованих зразках, як при 300 К, так і при 78 К спостерігалася "коттонівська" ДС.
Дослідження проводилися на ряді (110)-пластин ІЗГ:. В роботі представлені експериментальні результати, що відображають загальні закономірності фотоіндукованої перебудови ДС. Вони, в основному, отримані на (110)-пластинах , товщина яких лежала в діапазоні (600-640) мкм.
Експериментальна установка. Схема установки приведена на рис. 2.1. Функціонально до її складу входять оптичні схеми формування зондуючого
Рис.2.1. Схема установки: 1 і 21-джерела зондуючого і активуючого випромінювання, відповідно; 2,4,7,11,22,28,29-поляризатори; 3-чвертьхвильова пластина; 5,12,27,30-об`єктиви; 8-електромагніт; 13,23-напівпрозорі дзеркала; 14-окуляр; 15,17,26-лінзи; 16-електронно-оптичний перетворювач; 18,31-фотоприймачі; 19,20-реєструючі прилади; 24-вимірювач потужності оптичного випромінювання; 25-оптичний затвор; 32 і 33-джерела живлення.
(елементи 1-7) і активуючого (елементи 21-28) випромінювання, поляризаційний ІЧ - мікроскоп (елементи 11, 12, 14-16), дві оптоелектронні схеми (елементи 13, 17, 18 і 29-31), які разом з елементами 1-7, 11, 12 і 21, 22, 25-28 утворюють відповідно магнітополяриметри Фарадея і Коттона [223], реєструючі прилади 19 і 20, електромагніт 8 з джерелами живлення 32 і 33, оптичний азотний кріостат 10, в якому встановлюється зразок 9.
В такій схемі поляризатори 2 і 22 використовуються в якості ослаблювачів інтенсивностей зондуючого (""-пучок) і активуючого (""-пучок) випромінювань від джерел 1 і 21 оптичного випромінювання, відповідно. Джерела 1 і 21 світла - лазери ЛГ-126 з довжиною хвилі випромінювання 1.15 мкм. Чвертьхвильова пластинка 3 і поляризатор 4 утворюють пристрій для обертання площини поляризації ""-пучка. З допомогою об`єктивів 5 і 27 здійснюється фокусування ""- і ""-пучків на поверхні зразка 9 в світлові плями діаметрами і , відповідно. Поляризатори 7 і 28 введені в схему для зменшення ступеня деполяризації ""- і ""-пучків. Він не перевищував 3%, що суттєво не впливало на характер фотоіндукованої перебудови ДС [224]. Тривалість дії активуючого випромінювання встановлюється оптичним затвором 25. Потужність ""-пучка визначається вимірювачем 24, для чого напівпрозорим дзеркалом 23 на нього відхиляється частина активуючого випромінювання. В якості вимірювача 24 використовувався прилад ИМО-2Н.
Спостереження ДС зразка 9 і її фотоіндукованих змін здійснювалося з допомогою ІЧ - мікроскопа, до складу якого входять аналізатор 11, об`єктив 12, окуляр 14 і електронно-оптичний перетворювач 16 з лінзою 15. Для проведення об`єктивних вимірювань реєструвалися МО-сигнали. Такі вимірювання здійснювалися з використанням ефектів Фарадея і Коттона-Мутона. В першому випадку частина ""-пучка, що пройшов зразок 9, аналізатор 11 і об`єктив 12, відхилялася напівпрозорим дзеркалом 13 на фотоприймач 18. Реєстрація змін ДС була можливою завдяки наявності поздовжньої компоненти вектора М, орієнтованої паралельно напрямку розповсюдження ""-пучка, яка змінювалась в процесі фотоіндукованої перебудови ДС. Одночасно вимірювалися зміни еліптичності (ефект Коттона-Мутона [223]) активуючого випромінювання, що пройшло через зразок 9. МО - сигнал, в цьому випадку, формувався з допомогою аналізатора 29, об`єктива 30 і фотоприймача 31, послідовно встановлених на оптичній вісі ""-пучка за зразком 9. МО - сигнали записувалися приладами 19 і 20, в якості яких використовувалися самозаписувачі Н338-4П і запам`ятовуючий осцилограф С8-13. Фотоприймачами 18 і 31 в схемі були фотоелектронні помножувачі ФЭУ-83.
Зразок 9 встановлювався в оптичному кріостаті 10. Його температура контролювалася диференційною мідь - константановою термопарою. Кріостат 10 розміщувався на юстовочному столику, з допомогою якого забезпечувалося двохкоординатне переміщення зразка в площині, перпендикулярній оптичній вісі ""-пучка. Конструкція кріостата дозволяла обертати зразок навколо вісі ""-пучка і контролювати величину цього обертання за межами кріостату. Електромагніт 8, встановлений за межами кріостата 10, забезпечував магнітне поле (~3 кЕ), дотичне до поверхні зразка 9. Живлення обмоток електромагніта 8 здійснювалося від джерел 32 і 33, в якості яких використовувалися прилади УИП-1.
Фотоіндуковані зміни ДС і їх реєстрація. Всі приведені в роботі експериментальні результати отримані на зразках з просторово однорідним розподілом густини енергії ФМА в вихідному стані. Такий розподіл формувався в результаті попереднього опромінення всього зразка (>>, де -максимальний лінійний розмір зразка) активуючим випромінюванням з
- Київ+380960830922