Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Dielektrische Festkörper Montag
DF 2 Elektrische und optische Eigenschaften II
Zeit: Montag 14:30–16:50 Raum: H11
Hauptvortrag DF 2.1 Mo 14:30 H11
Charge induced insulator-metal transition and resistive memory
in doped perovskites — •J. Georg Bednorz — IBM Research
Laboratory, Säumerstrasse 4, CH-8803 Rüschlikon, Switzerland
Certain doped perovskites exhibit a charge induced insulator-metal
transition with a resistive memory effect. When exposed to an electrical
field, the resistivity of the doped perovskite is reduced by several
orders of magnitude. Consecutive electrical current pulses (typically 100
ns) of opposite polarity switch the resistance of the perovskite reversibly
between a higher-resistance and a lower-resistance state. These two different
states persist after removal of the applied electrical bias. Since these
compounds show long retention times they are interesting candidates for
non-volatile memory applications.
Bulk single crystals of doped SrTiO3 are a model system for this class
of materials to study the drastic resistivity changes under applied electrical
field and the memory effect. Optical changes in the crystal that are
observed during this transformation indicate a gradual transformation of
the bulk through injection of charges. Large birefringence of the crystal
is observed in the conducting state during current flow. This is shown to
be caused by mechanical stress due to sample heating. A rather homogeneous
pattern, however, suggests a uniform current distribution. Charge
transfer processes possibly mediate the conduction process as indicated
by optical absorption spectroscopy on doped crystals. Electron spin resonance
measurements give a hint at the presence of different valence states
in the insulating and conducting state.
DF 2.2 Mo 15:10 H11
Elektronenstrahlinduzierte Modifizierung optischer
Festkörperspektren für Anwendungen in der Sensorik
der elektrischen Feldstärke — •M. König 1 , H. Balzer 1 , R.
Bauer 2 , I. Sildos 3 und U. Bogner 1 — 1 Institut Physik II, Uni
Regensburg — 2 BGS Beta-Gamma-Service, Saal/Donau — 3 Institute of
Physics, University of Tartu, Estonia
Für die optische Sensorik der elektrischen Feldstärke wurden in Diamant
und Al2O3 spezielle Festkörperstörstellen (FKS) durch Bestrahlung
mit 10 MeV Elektronen erzeugt. Grundlage der Methode ist der
Einfluss elektrischer Felder auf stabile spektrale Löcher, die mit einem
schmalbandigen Laser in die Nullphononlinie der FKS gebrannt werden.
Wir konnten durch Elektronenbestrahlung und anschießendes Tempern
Farbzentren als besonders geeignete FKS in natürlichen und künstlichen
Diamantmaterialien mit N-Dotierung erzeugen. Zur Realisierung eines
bildgebenden Verfahrens auf der Oberfläche von Hochleistungselektronikbauelementen
soll ein Sensorfilm (Diamantpulver in Polymer) aufgetragen
werden. Für die E-Feld-Sensorik in den gesinterten Al2O3-
Keramiksubstraten der Bauelemente wurden sowohl Farbzentren als auch
Mn 4+ -Ionen (die bei Mn-Dotierung nach Elektronenbestrahlung beobachtet
wurden) untersucht.
DF 2.3 Mo 15:30 H11
Dynamic simulation of the pressure transformations in crystalline
Al2O3 — •Sandro Jahn 1 , Mark Wilson 2 , and Paul A.
Madden 1 — 1 PTCL, Oxford University, South Parks Road, Oxford OX1
3QZ, UK — 2 Department of Chemistry, UCL, 20 Gordon Street, London
WC1H 0AJ, UK
The high pressure phase behavior of crystalline Al2O3 is studied using
molecular dynamics. For the atomic interactions we use an ashperical
ion model (AIM), which incorporates both many-body polarization and
short-range ion distortion. The model parameters are obtained by fitting
to system properties extracted from well directed electronic structure calculations.
The application and removal of pressure results in two phase
transformations to and from the Rh2O3-II and an orthorhombic perovskite
structure, respectively. The high pressure phases are understood
in terms of changes in the ion coordination environments and corundum
grain boundaries. The observed structures may have significant implications
for the frequencies of the fluorescence lines of Cr + -doped Ruby
pressure markers at extreme pressures.
DF 2.4 Mo 15:50 H11
Untersuchung von Initialstreu- und Verstärkungsprozessen
bei der nicht-linearen Lichtstreuung — •K. Bastwöste 1 , U.
Völker 1 , U. Dörfler 1 , M. Wöhlecke 1 , Th. Woike 1 , M. Imlau 1
und M. Goulkov 2 — 1 Fachbereich Physik, Universität Osnabrück,
Barbarastr. 7, D-49069 Osnabrück — 2 Institute of Physics, Kiev,
Ukraine
Die Untersuchung der isotropen holographischen Lichtstreuung bietet
in photorefraktiven Materialien die Möglichkeit, sowohl neue Erkenntnisse
über deren optische Eigenschaften als auch einen Einblick in die
initialen Prozesse der holographischen Streuung zu gewinnen. Unter der
Annahme, dass die Initialstreuung und der Betrag des holographischen
Verstärkungsfaktors für zwei symmetrische Streuwinkel gleich ist, lässt
sich aus dem Intensitätsprofil der Streulichtverteilung auf die Initialstreuung
zurückschließen. Zusätzlich wird hierbei der Absorptionskoeffizient
mit dem Wert Null genähert. Um diese Annahmen zu prüfen, haben wir
die räumliche Streulichtverteilung von verschieden stark Cer-dotierten
Strontium-Barium-Niobat-Kristallen (Sr0.61Ba0.39Nb2O6, SBN) als Funktion
der Wellenlänge untersucht. Dabei zeigt sich, dass die Absorption
zu kleineren Wellenlängen für die Analyse des Streubildes berücksichtigt
werden muss. Wir stellen unsere Ergebnisse im Rahmen des Modells zur
holographischen Streuung vor und diskutieren in diesem Zusammenhang
die Rolle des electron-hole-competition-factor.
Gefördert durch die DFG (Graduiertenkolleg 659).
DF 2.5 Mo 16:10 H11
Kinetics of holographic recording in optically bistabile systems
— •Martin Fally 1,2 , Stephan Hausfeld 1 , Theo Woike 1 ,
Mirco Imlau 1 , Romano A Rupp 2 , and Mostafa Ellabban 2 —
1 Fachbereich Physik, Universität Osnabrück, Barbarastr. 7, D-49069
Osnabrück, Germany — 2 Institut für Experimentalphysik, Universität
Wien, Boltzmanngasse 5, A-1090 Wien, Austria
Recently a new photorefractive effect was discovered in centrosymmetric
crystals that could not be attributed to electrooptics. Subsequently
the appealing properties of holographic scattering were revealed and since
then the kinetics of diffraction and transmission have been a subject of
study. Although the photosensitive properties of systems like sodium nitroprusside
(Na2[Fe(CN)5NO] · 2H2O), garnets or even dye-doped polymers
are of completely different origin, they astonishingly show similar
behavior in their diffraction dynamics.
In this contribution we present a model that describes the nonlinear
kinetics of grating formation during holographic recording in optically
bistable systems. We compare the experimentally observed diffraction kinetics
of various centrosymmetric crystals to the predictions of the model.
The far-reaching consequences will be discussed and further experiments
will be proposed.
M.F. is grateful for a Mercator-Gastprofessur funded by the DFG
(OS 55/12-1). Financial support by the Austrian Science Fund FWF
(P-15642) is acknowledged.
DF 2.6 Mo 16:30 H11
Time domain electric field relaxation, accessing the low temperature
dependence of the ionic conductivity in Li3xLa2/3−xTiO3
— •Alberto Rivera 1,2 , Jacobo Santamaria 1 , Carlos Leon 1 ,
Thomas Blochowicz 2 , Catalin Gainaru 2 , and Ernst Roessler 2
— 1 GFMC, Dpto. Fisica Aplicada III, Universidad Complutense de
Madrid, 28040 Madrid, Spain — 2 Experimentalphysik II, Universität
Bayreuth, 95440 Bayreuth, Germany
The measurements of the modulus in the time domain, that is the relaxation
of the electric field at constant dielectric displacement D, presents
several advantages over the more spread permittivity technique. In particular,
the electric response of ionic conductors can only be probed in
the time domain by a modulus experiment. We analyze the dynamics
of a fast ionic conductor, namely crystalline Li0.18La0.61TiO3. We introduce
a capacity correction algorithm to obtain the spectra of the electric
response from time domain measurements allowing a standard data analysis
in the frequency domain. In this way ionic dynamics are investigated
in the frequency range 10 −5 − 10 2 Hz and for conductivity values in the
range 10 −14 −10 −8 S/cm. The DC ionic conductivity shows an Arrhenius
temperature dependence below 300 K and down to 120 K, in contrast to
the non-Arrhenius behavior found at higher temperatures, making it impossible
to apply the Vogel-Fulcher-Tammann law.