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Properties of Pure and Doped Bi12GeO2oand Bi12SiO20 Crystals

1986; Wiley; Volume: 96; Issue: 1 Linguagem: Inglês

10.1002/pssa.2210960124

1521-396X

B. C. Grabmaier, R. Oberschmid,

Photorefractive and Nonlinear Optics

Bi12GeO20 (BGO) and Bi12SiO20 (BSO) single crystals doped with Al, Ga, P, Pb, Or, Nd, Zn, Fe, and Eu are grown from the melt in good optical quality. The segregation coefficients of the dopants range from 0.1 to 5. The undoped crystals are yellow; Al, Ga, and P bleach the crystals and increase their dark conductivity. The bleaching of these Bi12MO20 crystals can be explained by assuming a transformation of the absorption center (Bi + h) to B3+M with dopant P, and to B3+M with dopants Ga or Al. The photoconductive behavior, thermally stimulated currents, photolumines-cence at T = 1.3K, thermal expansion, heat capacity, and breaking strength of these crystals are also determined. Bi12GeO20 (BGO)- und Bi12SiO20 (BSO)-Einkristalle mit A1-, Ga-, P-, Pb-, Cr-, Nd-, Zn-, Fe- und Eu-Dotierungen werden in guter optischer Qualität aus der Schmelze gezogen. Die Einbauzahlen der Dotierstoffe liegen zwischen ca. 0,1 und 5. Die undotierten Kristalle sind gelb; Al, Ga und auch P entfärben den Kristall und erhöhen die Dunkelleitfähigkeit. Die Entfärbung der Bi12MO20-Kristalle wird mit einer Wandlung des Absorptionszentrums (Bi + ) in Bi bei P-Dotierung und in Bi3+M bei Ga- und Al-Dotierung erklärt. Außerdem werden das Fotoleitungsverhalten, thermisch stimulierte Ströme, die Fotolnmineszenzspektren bei T = 1,3 K, die thermische Aus-dehnung, Wärmekapazität und mechanische Bruchfestigkeit der Kristalle bestimmt.