{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:1509"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:1509","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"Der photorefraktive Effekt in vanadiumdotierten CdTe- und (Cd,Zn)Te-Kristallen","abstract":"Es wird der Einfluss der Vanadiumdotierung auf den photorefraktiven Effekt sowohl in CdTe als auch in (Cd,Zn)Te untersucht. Sowohl die Kristallzüchtung als auch die Materialcharakterisierung, insbesondere mittels photorefraktiver Zweiwellenmischung, sind Bestandteil der Arbeit.
Mittels Sessile-Drop-Messungen wird gezeigt, dass sich der Kontaktwinkel zwischen einer CdTe-Schmelze und einem Quarzglassubstrat durch Aufrauen des Substrates deutlich erhöhen lässt. Dieser Effekt führt bei der Kristallzüchtung in aufgerauten Quarzglaszüchtungsampullen zu einem verringerten Wandkontakt und somit zu geringeren mechanischen Spannungen und einer Erhöhung der Kristallqualität.
Die Vanadium- und Zinkverteilung sowie deren Einfluss auf das Störstellenspektrum und den spezifischen Widerstand wird mittels EDX, AAS, TDCM, PL, PICTS, IR-Absorptions- und ESR-Messungen untersucht. Zur Untersuchung des photorefraktiven Effektes wurde ein Messplatz zur photorefraktiven Zweiwellenmischung im infraroten Wellenlängenbereich aufgebaut. Die Messung der Abhängigkeit des photorefraktiven Verstärkungskoeffizienten von der Kristallorientierung zeigt, dass der photorefraktive Effekt in CdTe durch den linearen elektrooptischen Effekt dominiert wird.
Die Methode des bewegten Gitters bei einem externen E-Feld ermöglicht die sonst bei hochohmigem Material schwierige Unterscheidung der Ladungsträgerart. Während bei einer Wellenlänge von 1,5 µm sowohl in CdTe als auch in (Cd,Zn)Te immer die Löcher als die für den photorefraktiven Effekt dominanten Ladungsträger identifiziert werden konnten, werden bei 1,3 µm in CdTe auch Kristalle mit einer Elektronendominanz beobachtet. Aus der Messung der Temperaturabhängigkeit des photorefraktiven Effektes ergeben sich die Löcher als thermisch anregbare Ladungsträger.
Eine sehr effiziente Erhöhung des Verstärkungskoeffizienten konnte durch die Anwendung einer zusätzlichen inkohärenten Beleuchtung geeigneter Wellenlänge erhalten werden. Auf der Grundlage dieses Verfahrens konnte eine neuartige Methode zur Infrarotspektroskopie demonstriert werden, die sich durch eine extrem hohe Messempfindlichkeit auszeichnet.
Anhand der, aus den photorefraktiven Messungen sowie der elektrischen und optischen Materialcharakterisierung gewonnenen, Materialparameter, wird ein Störstellenmodell zur Erklärung des photorefraktiven Effektes in CdTe und (Cd,Zn)Te aufgestellt: die für den photorefraktiven Effekt entscheidende Störstelle ist der tiefe Donator V_Cd, der durch substitionell auf Cd-Platz eingebautes Vanadium gebildet wird. Die Zugabe von Zink übt eine stabilisierende Wirkung auf den photorefraktiven Effekt aus, die durch die Aufnahme von überschüssigem Vanadium durch Bildung von V-Zn Komplexen erklärt werden kann. In CdTe hängt das photorefraktive Verhalten hingegen empfindlich von der Vanadiumkonzentration ab.","abstract_html":"Es wird der Einfluss der Vanadiumdotierung auf den photorefraktiven Effekt sowohl in CdTe als auch in (Cd,Zn)Te untersucht. Sowohl die Kristallzüchtung als auch die Materialcharakterisierung, insbesondere mittels photorefraktiver Zweiwellenmischung, sind Bestandteil der Arbeit. <br> <br>Mittels Sessile-Drop-Messungen wird gezeigt, dass sich der Kontaktwinkel zwischen einer CdTe-Schmelze und einem Quarzglassubstrat durch Aufrauen des Substrates deutlich erhöhen lässt. Dieser Effekt führt bei der Kristallzüchtung in aufgerauten Quarzglaszüchtungsampullen zu einem verringerten Wandkontakt und somit zu geringeren mechanischen Spannungen und einer Erhöhung der Kristallqualität. <br>Die Vanadium- und Zinkverteilung sowie deren Einfluss auf das Störstellenspektrum und den spezifischen Widerstand wird mittels EDX, AAS, TDCM, PL, PICTS, IR-Absorptions- und ESR-Messungen untersucht. Zur Untersuchung des photorefraktiven Effektes wurde ein Messplatz zur photorefraktiven Zweiwellenmischung im infraroten Wellenlängenbereich aufgebaut. Die Messung der Abhängigkeit des photorefraktiven Verstärkungskoeffizienten von der Kristallorientierung zeigt, dass der photorefraktive Effekt in CdTe durch den linearen elektrooptischen Effekt dominiert wird. <br>Die Methode des bewegten Gitters bei einem externen E-Feld ermöglicht die sonst bei hochohmigem Material schwierige Unterscheidung der Ladungsträgerart. Während bei einer Wellenlänge von 1,5 µm sowohl in CdTe als auch in (Cd,Zn)Te immer die Löcher als die für den photorefraktiven Effekt dominanten Ladungsträger identifiziert werden konnten, werden bei 1,3 µm in CdTe auch Kristalle mit einer Elektronendominanz beobachtet. Aus der Messung der Temperaturabhängigkeit des photorefraktiven Effektes ergeben sich die Löcher als thermisch anregbare Ladungsträger. <br>Eine sehr effiziente Erhöhung des Verstärkungskoeffizienten konnte durch die Anwendung einer zusätzlichen inkohärenten Beleuchtung geeigneter Wellenlänge erhalten werden. 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Mittels Sessile-Drop-Messungen wird gezeigt, dass sich der Kontaktwinkel zwischen einer CdTe-Schmelze und einem Quarzglassubstrat durch Aufrauen des Substrates deutlich erhöhen lässt. Dieser Effekt führt bei der Kristallzüchtung in aufgerauten Quarzglaszüchtungsampullen zu einem verringerten Wandkontakt und somit zu geringeren mechanischen Spannungen und einer Erhöhung der Kristallqualität.
Die Vanadium- und Zinkverteilung sowie deren Einfluss auf das Störstellenspektrum und den spezifischen Widerstand wird mittels EDX, AAS, TDCM, PL, PICTS, IR-Absorptions- und ESR-Messungen untersucht. Zur Untersuchung des photorefraktiven Effektes wurde ein Messplatz zur photorefraktiven Zweiwellenmischung im infraroten Wellenlängenbereich aufgebaut. Die Messung der Abhängigkeit des photorefraktiven Verstärkungskoeffizienten von der Kristallorientierung zeigt, dass der photorefraktive Effekt in CdTe durch den linearen elektrooptischen Effekt dominiert wird.
Die Methode des bewegten Gitters bei einem externen E-Feld ermöglicht die sonst bei hochohmigem Material schwierige Unterscheidung der Ladungsträgerart. Während bei einer Wellenlänge von 1,5 µm sowohl in CdTe als auch in (Cd,Zn)Te immer die Löcher als die für den photorefraktiven Effekt dominanten Ladungsträger identifiziert werden konnten, werden bei 1,3 µm in CdTe auch Kristalle mit einer Elektronendominanz beobachtet. Aus der Messung der Temperaturabhängigkeit des photorefraktiven Effektes ergeben sich die Löcher als thermisch anregbare Ladungsträger.
Eine sehr effiziente Erhöhung des Verstärkungskoeffizienten konnte durch die Anwendung einer zusätzlichen inkohärenten Beleuchtung geeigneter Wellenlänge erhalten werden. Auf der Grundlage dieses Verfahrens konnte eine neuartige Methode zur Infrarotspektroskopie demonstriert werden, die sich durch eine extrem hohe Messempfindlichkeit auszeichnet.
Anhand der, aus den photorefraktiven Messungen sowie der elektrischen und optischen Materialcharakterisierung gewonnenen, Materialparameter, wird ein Störstellenmodell zur Erklärung des photorefraktiven Effektes in CdTe und (Cd,Zn)Te aufgestellt: die für den photorefraktiven Effekt entscheidende Störstelle ist der tiefe Donator V_Cd, der durch substitionell auf Cd-Platz eingebautes Vanadium gebildet wird. Die Zugabe von Zink übt eine stabilisierende Wirkung auf den photorefraktiven Effekt aus, die durch die Aufnahme von überschüssigem Vanadium durch Bildung von V-Zn Komplexen erklärt werden kann. In CdTe hängt das photorefraktive Verhalten hingegen empfindlich von der Vanadiumkonzentration ab.","The influence of Vanadium doping on the photorefractive effect in CdTe and (Cd,Zn)Te is studied. Both, crystal growth and material characterisation, particularly by means of photorefractive two-wave mixing, are part of this thesis.
By sessile drop measurements it is shown, that the contact angle between a CdTe melt and a quartz substrate can be increased clearly by roughening the substrate. For crystal growth in roughened ampoules this leads to a reduced wall contact, resulting in reduced mechanical stress and therefore in higher crystal quality.
The Vanadium and Zinc distribution and influence on the defect-level spectrum and resistivity is examined by EDX, AAS, TDCM, PL, PICTS, IR-absorption, and ESR measurements. To study the photorefractive effect a infrared two wave mixing measuring station was set up. The dependency of the photorefractive gain coefficient on crystal orientation shows, that the photorefractive effect in CdTe is dominated by the linear electro-optic effect.
The method of moving grating with an external electric field allows for the otherwise difficult distinguishing of the charge carrier type. At an wavelength of 1.5 µm always the holes could be identified as the dominant charge carriers in CdTe as well as in (Cd,Zn)Te, whereas at 1.3 µm for CdTe also crystals dominated by electrons were observed. From measurement of the temperature dependence of the photorefractive effect the holes arise as thermally excitable charge carriers.
A very efficient enhancement of the gain coefficient was obtained by use of an additional incoherent illumination of suitable wavelength. Based on this technique a novel method for infrared spectroscopy with high sensitivity could be demonstrated.
From the material parameter gained by photorefractive measurements and from electrical and optical material characterisation a trap energy-level model for explanation of the photorefrac-tive effect in CdTe and (Cd,Zn)Te is derived. The essential defect for the photorefractive effect is the deep donor V_Cd, created by substitutional Vanadium on a Cadmium site. The addition of Zinc exerts a stabilising influence on the photorefractive effect, which can be explained by formation of V-Zn complexes from a Vanadium surplus. In CdTe the photorefractive behaviour is very sensitive to the Vanadium concentration."]},{"key":"dc:format.medium","label":"Dc Format Medium","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Der photorefraktive Effekt in vanadiumdotierten CdTe- und (Cd,Zn)Te-Kristallen","The photorefractive effect in Vanadium doped CdTe- and (Cd,Zn)Te-Crystals"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Benz, Klaus-Werner"],"dc:creator":["Joerger, Uwe Wolfgang"],"dc:description.abstract":["Es wird der Einfluss der Vanadiumdotierung auf den photorefraktiven Effekt sowohl in CdTe als auch in (Cd,Zn)Te untersucht. Sowohl die Kristallzüchtung als auch die Materialcharakterisierung, insbesondere mittels photorefraktiver Zweiwellenmischung, sind Bestandteil der Arbeit.
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Die Vanadium- und Zinkverteilung sowie deren Einfluss auf das Störstellenspektrum und den spezifischen Widerstand wird mittels EDX, AAS, TDCM, PL, PICTS, IR-Absorptions- und ESR-Messungen untersucht. Zur Untersuchung des photorefraktiven Effektes wurde ein Messplatz zur photorefraktiven Zweiwellenmischung im infraroten Wellenlängenbereich aufgebaut. Die Messung der Abhängigkeit des photorefraktiven Verstärkungskoeffizienten von der Kristallorientierung zeigt, dass der photorefraktive Effekt in CdTe durch den linearen elektrooptischen Effekt dominiert wird.
Die Methode des bewegten Gitters bei einem externen E-Feld ermöglicht die sonst bei hochohmigem Material schwierige Unterscheidung der Ladungsträgerart. Während bei einer Wellenlänge von 1,5 µm sowohl in CdTe als auch in (Cd,Zn)Te immer die Löcher als die für den photorefraktiven Effekt dominanten Ladungsträger identifiziert werden konnten, werden bei 1,3 µm in CdTe auch Kristalle mit einer Elektronendominanz beobachtet. Aus der Messung der Temperaturabhängigkeit des photorefraktiven Effektes ergeben sich die Löcher als thermisch anregbare Ladungsträger.
Eine sehr effiziente Erhöhung des Verstärkungskoeffizienten konnte durch die Anwendung einer zusätzlichen inkohärenten Beleuchtung geeigneter Wellenlänge erhalten werden. Auf der Grundlage dieses Verfahrens konnte eine neuartige Methode zur Infrarotspektroskopie demonstriert werden, die sich durch eine extrem hohe Messempfindlichkeit auszeichnet.
Anhand der, aus den photorefraktiven Messungen sowie der elektrischen und optischen Materialcharakterisierung gewonnenen, Materialparameter, wird ein Störstellenmodell zur Erklärung des photorefraktiven Effektes in CdTe und (Cd,Zn)Te aufgestellt: die für den photorefraktiven Effekt entscheidende Störstelle ist der tiefe Donator V_Cd, der durch substitionell auf Cd-Platz eingebautes Vanadium gebildet wird. Die Zugabe von Zink übt eine stabilisierende Wirkung auf den photorefraktiven Effekt aus, die durch die Aufnahme von überschüssigem Vanadium durch Bildung von V-Zn Komplexen erklärt werden kann. In CdTe hängt das photorefraktive Verhalten hingegen empfindlich von der Vanadiumkonzentration ab.","The influence of Vanadium doping on the photorefractive effect in CdTe and (Cd,Zn)Te is studied. Both, crystal growth and material characterisation, particularly by means of photorefractive two-wave mixing, are part of this thesis.
By sessile drop measurements it is shown, that the contact angle between a CdTe melt and a quartz substrate can be increased clearly by roughening the substrate. For crystal growth in roughened ampoules this leads to a reduced wall contact, resulting in reduced mechanical stress and therefore in higher crystal quality.
The Vanadium and Zinc distribution and influence on the defect-level spectrum and resistivity is examined by EDX, AAS, TDCM, PL, PICTS, IR-absorption, and ESR measurements. To study the photorefractive effect a infrared two wave mixing measuring station was set up. The dependency of the photorefractive gain coefficient on crystal orientation shows, that the photorefractive effect in CdTe is dominated by the linear electro-optic effect.
The method of moving grating with an external electric field allows for the otherwise difficult distinguishing of the charge carrier type. At an wavelength of 1.5 µm always the holes could be identified as the dominant charge carriers in CdTe as well as in (Cd,Zn)Te, whereas at 1.3 µm for CdTe also crystals dominated by electrons were observed. From measurement of the temperature dependence of the photorefractive effect the holes arise as thermally excitable charge carriers.
A very efficient enhancement of the gain coefficient was obtained by use of an additional incoherent illumination of suitable wavelength. Based on this technique a novel method for infrared spectroscopy with high sensitivity could be demonstrated.
From the material parameter gained by photorefractive measurements and from electrical and optical material characterisation a trap energy-level model for explanation of the photorefrac-tive effect in CdTe and (Cd,Zn)Te is derived. The essential defect for the photorefractive effect is the deep donor V_Cd, created by substitutional Vanadium on a Cadmium site. The addition of Zinc exerts a stabilising influence on the photorefractive effect, which can be explained by formation of V-Zn complexes from a Vanadium surplus. In CdTe the photorefractive behaviour is very sensitive to the Vanadium concentration."],"dc:format.medium":["application/pdf"],"dc:subject":["Wellenmischung","CdTe","(Cd,Zn)Te","Materialcharakterisierung","Kontaktwinkel","photorefractive effect","two-wave mixing","crystal growth","sessille drop","cadmium telluride"],"dc:title":["Der photorefraktive Effekt in vanadiumdotierten CdTe- und (Cd,Zn)Te-Kristallen","The photorefractive effect in Vanadium doped CdTe- and (Cd,Zn)Te-Crystals"],"dc:type":["DoctoralThesis"]},"updated_at":"2026-07-24T02:22:16Z"}