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G. Pauliat et G. Roosen
(5.25)
-
+-+-+-.
Nous retrouvons bien le fait que lorsque le champ appliqué varie brusquement, le champ
de charge d'espace varie brutalement avec la fréquence 1/(27tzE) = p E , / A . Une mesure de
cette fréquence donne la valeur de la mobilité p . Cette oscillation s'amortit avec une
constante de temps égale à l'inverse de l/zR + l / ~ ~ ~
+ l/zd. Pour mesurer la mobilité, il faut
choisir cette constante de temps d'amortissement longue devant la période A / p E,. C'est la
raison pour laquelle ces oscillations ne s'observent facilement que si la mobilité est faible.
5.3.3.5 Résonances sous champ électriaue sinusoïdal
La même explication physique rend compte des résonances en fonction de la fréquence que
l'on peut observer sous champ alternatif sinusoïdal à plus haute fréquence [59, 62, 631. On
peut grossièrement les expliquer de la façon suivante. Durant une demi-période, les charges
se déplacent dune distance d donnée par :
( ' Ft) dt .
(5.26)
d =so p E, sin -
Lorsque ce déplacement est égal à un nombre impair de demi-interfranges, les électrons (ou
trous) excités à partir des maxima de la figure d'illumination sont rapidement déplacés
jusqu'aux minima. Ceci correspond à une optimisation du processus de transfert de charge.
Au contraire lorsque ce déplacement est égal à un nombre entier de franges, les électrons sont
ramenés à leur point de départ ce qui correspond à une réduction du gain photoréfractif.
Pour pouvoir observer ces résonances, il faut que les charges se déplacent en "bloc" sans
diffuser ni se recombiner c'est-à-dire que 1 / ~ ~
> l/rR + l / ~ ~ ,
+ l / ~ ~ .
Cette condition n'est pas
toujours réalisable. En particulier dans les semi-conducteurs cela correspond à des fréquences
trop hautes pour les alimentations électriques hautes tensions utilisées.
Sur la figure 18 sont reportées des mesures effectuées sur un cristal de Bi,,Ge02, dopé
en fer. Ce dopage permet de diminuer la mobilité et donc d'observer plus facilement les
résonances qui se produisent alors à des fréquences plus basses.
i
l
l
1
1
- - - _
'+
' E
' R
'
dt
'd
TI2
O
3
QJ
O
O
O
I
I
I
I
I
I
I
I
O
2
4
6
8
10
12
14 16xld
Fréquence (Hz)
Figure 18 : Gain en fonction de la fréquence du champ électrique sinusoïdal appliqué à un cristal de Sil2Ge0,
dopé au fer.
Lorsque que la fréquence augmente nous observons d'abord la montée du gain
photoréfractif jusqu'à un plateau (de quelques hertz à 2 kHz). Ce plateau correspond à
l'intensification non résonante de l'effet photoréfractif et peut être expliqué de façon similaire
à l'explication que nous avons donnée pour l'amplification sous champ créneau. Nous
G. Pauliat et G. Roosen
(5.25)
-
+-+-+-.
Nous retrouvons bien le fait que lorsque le champ appliqué varie brusquement, le champ
de charge d'espace varie brutalement avec la fréquence 1/(27tzE) = p E , / A . Une mesure de
cette fréquence donne la valeur de la mobilité p . Cette oscillation s'amortit avec une
constante de temps égale à l'inverse de l/zR + l / ~ ~ ~
+ l/zd. Pour mesurer la mobilité, il faut
choisir cette constante de temps d'amortissement longue devant la période A / p E,. C'est la
raison pour laquelle ces oscillations ne s'observent facilement que si la mobilité est faible.
5.3.3.5 Résonances sous champ électriaue sinusoïdal
La même explication physique rend compte des résonances en fonction de la fréquence que
l'on peut observer sous champ alternatif sinusoïdal à plus haute fréquence [59, 62, 631. On
peut grossièrement les expliquer de la façon suivante. Durant une demi-période, les charges
se déplacent dune distance d donnée par :
( ' Ft) dt .
(5.26)
d =so p E, sin -
Lorsque ce déplacement est égal à un nombre impair de demi-interfranges, les électrons (ou
trous) excités à partir des maxima de la figure d'illumination sont rapidement déplacés
jusqu'aux minima. Ceci correspond à une optimisation du processus de transfert de charge.
Au contraire lorsque ce déplacement est égal à un nombre entier de franges, les électrons sont
ramenés à leur point de départ ce qui correspond à une réduction du gain photoréfractif.
Pour pouvoir observer ces résonances, il faut que les charges se déplacent en "bloc" sans
diffuser ni se recombiner c'est-à-dire que 1 / ~ ~
> l/rR + l / ~ ~ ,
+ l / ~ ~ .
Cette condition n'est pas
toujours réalisable. En particulier dans les semi-conducteurs cela correspond à des fréquences
trop hautes pour les alimentations électriques hautes tensions utilisées.
Sur la figure 18 sont reportées des mesures effectuées sur un cristal de Bi,,Ge02, dopé
en fer. Ce dopage permet de diminuer la mobilité et donc d'observer plus facilement les
résonances qui se produisent alors à des fréquences plus basses.
i
l
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1
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- - - _
'+
' E
' R
'
dt
'd
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O
3
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O
O
O
I
I
I
I
I
I
I
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8
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12
14 16xld
Fréquence (Hz)
Figure 18 : Gain en fonction de la fréquence du champ électrique sinusoïdal appliqué à un cristal de Sil2Ge0,
dopé au fer.
Lorsque que la fréquence augmente nous observons d'abord la montée du gain
photoréfractif jusqu'à un plateau (de quelques hertz à 2 kHz). Ce plateau correspond à
l'intensification non résonante de l'effet photoréfractif et peut être expliqué de façon similaire
à l'explication que nous avons donnée pour l'amplification sous champ créneau. Nous