Universität Osnabrück, Graduiertenkolleg Mikrostruktur oxidischer

62 UNIVERSITÄT OSNABRÜCK, FACHBEREICH PHYSIK
durch entsteht eine sehr große Modulation gefüllter und leerer Störstellen. Entwickelt wird das Hologramm
durch homogene Beleuchtung bei Raumtemperatur. Die modulierte Störstellendichte führt zu einer modulierten
volumenphotovoltaischen Stromdichte und damit zu einem Raumladungsfeld.
Viele Kristalle, z. B. BCT, zeigen keinen oder nur einen schwachen volumen-photovoltaischen Effekt. Dies
führt dazu, dass die erreichbaren Beugungswirkungsgrade fixierter Gitter sehr klein sind. In BCT konnte durch
Anlegen eines äußeren elektrischen Feldes während des Entwickelns der Beugungswirkungsgrad beträchtlich
erhöht werden. Die Situation ist dabei ähnlich wie beim gewöhnlichen holographischen Aufzeichnen, wobei der
Kristall inhomogen beleuchtet wird und anfangs die Ladungsträger homogen verteilt sind. Während des Entwickelns
des thermisch fixierten Gitters ist die Beleuchtung homogen, und die Löcherspender und -fänger sind
inhomogen verteilt. Daher führt homogene Beleuchtung zu einer räumlich modulierten Leitfähigkeit, und Drift-
und Diffusionsfelder entstehen. Der resultierende Beugungswirkungsgrad steigt quadratisch mit dem äußeren
elektrischen Feld.
Es wird eine Theorie entwickelt, die sowohl die Umverteilung von Löchern in den tiefen Zentren über das Valenzband
als auch eine Wanderung positiv geladener Ionen berücksichtigt. Diese Theorie beschreibt die Fixier-
und Entwicklungsprozesse sehr gut. Anpassung an die experimentellen Ergebnisse liefert für die Ionen bei 50 °C
folgende Parameter: Dichte wandernder Ionen 8.1 x 10 16 cm -3 , ionische Leitfähigkeit 6.1 x 10- 13 (Ωcm) -1 , Beweglichkeit
der Ionen 4.7 x 10- 11 cm 2 V -1 s -1 .
In BCT lassen sich Hologramme in wenigen Sekunden fixieren, die dann für einige Stunden erhalten bleiben.
Eine Anwendung als Zwischenspeicher ist also denkbar.
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Eigene Publikationen
• U. van Stevendaal, K. Buse, H. Malz, H. Veenhuis, E. Krätzig, „Reduction of Light-Induced Refractive-
Index Changes by Decreased Modulation of Light Patterns in Photorefractive Crystals” . J. Opt. Soc. Am.
B 15, 2868 (1998).
• N. Korneev, D. Mayorga, S. Stepanov, H. Veenhuis, K. Buse, C. Kuper, H. Hesse, E. Krätzig, „Holographic
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• H. Veenhuis, K. Buse, E. Krätzig, N. Korneev, D. Mayorga, „Non-Steady-State photoelectromotive Force
in Reduced Lithium Niobate Crystals”. J. Appl. Phys. 86, 2389 (1999).