Über die Natur der niederenergetischen Anregungen in amorphem Arsensulfid
Änderungen der Schallgeschwindigkeit und Dämpfung von akustischen Oberflächenwellen in aufgedampften As2S3-Filmen wurden bei tiefen Temperaturen unter dem Einfluss von Licht verschiendener Wellenlängen gemessen. Während der Belichtung bei Heliumtemperatur verringert sich die Schallgeschwindigkeit unabhängig von der Intensität des Lichts um etwa 4 Nach dem Belichten ist die Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit und Dämpfung steiler. Die Veränderungen sind im Bereich 325 nm 488 nm wellenlängenunabhängig und lassen sich durch thermisches Ausheilen an der Glasübergangstemperatur vollständig zurücksetzen. Ein Einfluss von Licht niedrigerer Energie (890 nm), was etwa der Hälfte der Bandlücke des amorphen Halbleiters entspricht, wurde nicht beobachtet. Die gemessenen Daten werden im Rahmen des sogenannten Modells der weichen Potentiale diskutiert. Aufgrund der Ergebnisse kann ein Zusammenhang der niederenergetischen Anregungen mit sogenannten valenzalternierenden Paaren weitestgehend ausgeschlossen werden. Stattdessen ist eine enge Verwandtschaft ersterer mit der in a-As2S3 beobachteten licht-induzierten Verringerung der Bandlücke (Photodarkening) wahrscheinlich. Als mikroskopisches Modell für die licht-induzierten Veränderungen im Tieftemperaturverhalten wird die Verkippung und Verdrillung von AsS3-Einheiten vorgeschlagen. Messungen an As2S3/Cu-Filmen mit Kupferkonzentrationen im Bereich 1 - 2,5 haben gezeigt, dass die Beigabe von Kupfer keinen Einfluss auf die akustischen Tieftemperatureigenschaften von a-As2S3 hat. Ein Effekt des Kupfers konnte jedoch in optischen Transmissionsmessungen nachgewiesen werden, wonach das Photodarkening unter dem Einfluss des Kupfers um 30 reduziert ist.
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