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本研究は、酸化ケイ素ビスマス(BSO)の光屈折性と電気的特性との相互関係を明らかにすることを目的とする。得られた主要な成果は、以下の通りである。
1.光屈折性の評価;(1)光位相共役波強度の干渉縞間隔依存性、コントラスト依存性、光量依存性の測定から、BSOの光屈折性は、基本的に、禁制帯中にアクセプタとドナ-の2準位を含む伝導帯伝導モデルで説明できることを示した。(2)最大回折効率を与える干渉縞間隔から、光屈折に関与するアクセプタ密度を決定する方法を提案した。(3)旋光性を考慮した位相共役波の理論計算より、最大回折効率は、空間静電界が〈001〉方向となる結晶配置で得られることを示した。(4)ランニングホログラムによる2光波混合の増幅率の測定から、(ドナ-密度)・(光イオン化断面積)の値を決定した。(5)ドリフト領域と拡散領域では、応答速度のアクセプタ密度依存性が異なることを示した。
2.電気的特性の評価;(1)定常光電流、過渡光電流の測定から、キャリアの移動度・拡散距離、アクセプタ密度等の基本物性を求め、これらが、光屈折性の測定結果とよく一致することを示した。(2)熱刺激電流(TSC)の測定により、6個の比較的浅い不純物準位を検出するとともに、それらの光屈折性に与える影響を実験的に示した。(3)外部電界印加時に発生する空間電荷量の測定法として、光誘起緩和電流を測定する方法を新たに提案した。また、以上の結果から、(4)簡単な電気的特性の測定のみで、光屈折性の評価が可能となることを示した。
3.光情報記憶材料としての評価;多重画像記録の解像角度、クロスト-クに関する理論的、実験的検討から、最小解像角度、最大記憶容量等、BSO結晶の光情報記憶材料としての性能を明らかにした。
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