160 likes | 323 Views
ЛАБОРАТОРНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В НЕЛИНЕЙНЫХ КРИСТАЛЛАХ. М.Г. Кистенева, А.С. Акрестина, С.М. Шандаров, С.В. Смирнов, В.В. Поздеев, Ю.Ф. Каргин
E N D
ЛАБОРАТОРНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В НЕЛИНЕЙНЫХ КРИСТАЛЛАХ М.Г. Кистенева, А.С. Акрестина, С.М. Шандаров, С.В. Смирнов, В.В. Поздеев, Ю.Ф. Каргин Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Россия 634050 Томск, пр. Ленина, 40, E-mail: m-kisteneva@mail.ru
1 Содержание • Введение. • 2. Объекты исследования. • 3. Экспериментальная установка. • 4. Экспериментальные результаты. • 5. Заключение.
2 Введение Использование проблемно-ориентированных технологий обучения неразрывно связано с участием студентов в научно-исследовательской работе.Для подготовки бакалавров и магистров по направлениям «Электроника и наноэлектроника», «Фотоника и оптоинформатика» актуальным является их привлечение к научным исследованиям в области фотоники, когерентной и нелинейной оптики и оптического материаловедения, позволяющие приобрести навыки по исследованию различных свойств нелинейных фоточувствительных кристаллов, которые используются в устройствах когерентной и нелинейной оптики и динамической голографии. __________________________________________
Введение 3 Введение В настоящем сообщении описан комплекс установок для проведения исследований температурных зависимостей различных эффектов в нелинейных фоточувствительных высокоомных кристаллах в диапазоне температур Т = 120 – 450 К. Эти исследования выполняются студентами и исследовательскими группами, сформированными из студентов разных курсов, в рамках технологии группового проектного обучения (ГПО). Внедрение в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) технологии группового проектного обучения (ГПО) является инновационной организацией учебного процесса. ____________________________________________________
4 Введение Групповое проектное обучение (ГПО) Студенты, участники проектов группируются в творческие коллективы по 5 – 7 человек. Каждому проекту назначается руководитель, который поможет сформулировать и развить тематику проекта. В одном проекте могут принимать участие студенты разных курсов, разных специальностей, разных кафедр и факультетов. Работа проектной группы организуется как составная часть учебного процесса подготовки специалистов, бакалавров, магистров.
5 Введение Кафедра Электронных приборов Проект ГПОЭП-0701 Исследование спектральных характеристик динамики фотоиндуцированного поглощения света в кристаллах силленитов в условиях внешней некогерентной подсветки и влияния температуры Руководитель Шандаров С.М. Количество студентов 3 курса 6 Количество студентов 4 курса 5 Количество студентов 5 курса 4 Всего студентов в проекте 15 ________________________________________________ Групповое проектное обучение (ГПО)
6 Объекты исследования Bi12SiO20 Bi12SiO20: CdO Bi12GeO20 Bi12TiO20:Fe2O3 Bi12TiO20:CdO d = 2,64 мм d = 1,1 мм d = 7 мм d = 6 мм d = 1,5 мм В качестве исследуемых оптических материалов использовались фоторефрактивные кристаллы класса силленитов: силиката (Bi12SiO20), германата (Bi12GeO20) и титаната (Bi12TiO20) висмута. Кристаллы силленитов относятся к высокоомным фоточувствительным материалам, широко применяемым в динамической голографии. Bi12MO20 M = Si, Ge, Ti __________________________________
7 Экспериментальная установка 1 - исследуемый образец, 2 - медный держатель, 3 - температурный модуль из монолитного медного стержня, охлаждаемого или нагреваемого до нужной температуры. Т = 120 – 450 К, U = 1000 В __________________________________________
8 Экспериментальная установка Низкотемпературные измерения темнового и фототока Температурная зависимость оптического пропускания
9 Экспериментальная установка Эксперименты по исследованию температурной зависимости фотопроводимости
10 Экспериментальные результаты Экспериментальные и расчетные температурные зависимости темнового тока в кристалле Bi12TiO20:Fe после облучения его светодиодом с длиной волны λ=515нм в течение 210 мин Экспериментальные и расчетные зависимости фототока от температуры для кристалла Bi12TiO20:Fe при облучении светодиодом с центральной длиной волны λ = 515 нм.
Заключение 11 Температурную зависимость темнового тока Температурную зависимость фототока Лабораторный комплекс позволяет исследовать 1 2 3 Вольтамперную характеристику при различных температурах 1 4 Температурную зависимость оптического пропускания Достоинства лабораторного комплекса 1 Возможность изменения температуры в широком диапазоне 2 Возможность изменения напряжения в широком диапазоне 3 Не требует специального держателя для каждого образца. ____________________________________
Заключение 12 1 Междисциплинарный характер лабораторных исследований Новизна полученных экспериментальных результатов Участие студентов в создании экспериментальной установки и разработке методики эксперимента 2 3 Особенности лабораторного практикума поисследование температурных зависимостей фотоиндуцированных явленийв кристаллах
13 Заключение Публикации, доклады на конференциях, награды студентов 1. Д.О. Сивун, Р.В. Киселев, А.С. Акрестина, А. Станкевич. Фотопроводимость в кристалле Bi12TiO20 // В кн. Сборник материалов двенадцатой российской научной студенческой конференции «Физика твердого тела».- Томск, Томский государственный университет, 2010, С. 174-178. 2. Сивун, Д.О. Фотопроводимость кристаллов силленитов // Р.В. Киселев / В кн. Материалы докладов XLVIII Международная научная студенческая конференция «Студент и научно-технический прогресс: Физика / Новосиб. Гос. Ун-т. Новосибирск, 2010. С. 211-212. 3. Kisteneva, M.G. Dynamics of light-induced absorption and photoconductivity in Bi12TiO20 crystals // A.S. Akrestina, D.O. Sivun, R.V. Kiselev et al. / International Conference «Optical Techniques and Nano-Tools for Material and Life sciences» (OTN4MLS-2010), 15-19 June 2010, Belarus, Minsk, P.61. 4. Акрестина, А.С. Динамика фотоиндуцированного поглощения света и фотопроводимости в кристаллах силиката // Д.О. Сивун, Р.В. Киселев, С.М. Шандаров и др. / В кн. Труды Молодежной школы – конференции с международным участием «Лазеры и лазерные технологии», посвященной 50-летию создания первого в мире лазера.- Томск.: Томский государственный университет, 2010. С. 74-76. 5. Шандаров С.М., Кистенева М.Г., Акрестина А.С., Сивун Д.О., Киселев Р.В., Смирнов С.В., Толстик А.Л., Агишев И.Н., Станкевич А., Каргин Ю.Ф. Динамика фотоиндуцированного поглощения света в кристалле титаната висмута при облучении импульсами пикосекундной длительности // Сборник трудов Международной конференции и семинаров. Т.1. «Фундаментальные проблемы оптики – 2010». Санкт-Петербург. 18-22 октября 2010. С.335-337. 6. М.Г. Кистенева, А.С. Акрестина, Д.О. Сивун, Р.В. Киселев, С.М. Шандаров, С.В. Смирнов, А.Л. Толстик, И.Н. Агишев, А.В. Станкевич, Ю.Ф. Каргин. Динамика фотоиндуцированного поглощения света в кристаллах силленитов при облучении импульсами пикосекундной длительности// Доклады ТУСУРа, № 2 (22), часть 2, декабрь 2010. С. 62-65. 7. Гребенчуков А.Н., Зуев П.В., Пекарских Е.А., Кабанова Л.А. Температурная зависимость темнового тока в кристалле Bi12TiO20:Fe // Научная сессия ТУСУР-2011: Материалы докладов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых– Томск: Изд-во «В-Спектр», 2011. Ч.1.- С. 248-251. 8. Гребенчуков А.Н., Мурзакматов Э.Б., Кучеренко Д.С. Температурная зависимость темнового и тока фотопроводимости в кристалле Bi12TO20:Fe// Физика твердого тела: Сборник материалов XIII Российской научной студенческой конференции (15-17 мая 2012 г., Томск). – Томск: Томский государственный университет, 2012. С. ______________________________________________________________________________
14 Заключение Публикации, доклады на конференциях, награды студентов Награды, полученные студентами в 2010 г. 1. По итогам Первого внутривузовского тура открытого конкурса на лучшую научную работу студентов вузов по естественным, техническим и гуманитарным наукам первое место за лучшую научную работусреди старших курсов присуждено студенту 4 курса каф. ЭП Сивуну Д.О. 2. Дипломом I степени награжден студент Сивун Д.О. за победу в первом туре Всероссийского открытого конкурса на лучшую научную работу студентов по естественным, техническим и гуманитарным наукам в 2010 г. 3. Благодарности декана Физического факультета Белорусского Государственного Университета за научно-исследовательскую работу во время производственной практики удостоены студенты 4 курса каф. ЭП Киселев Р.В. и Сивун Д.О. Награды, полученные студентами в 2011 г. 1. За лучший доклад на секции 7 «Оптические информационные технологии нанофотоника и оптоэлектроника» Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР-2011» студент каф. ЭП Гребенчуков А.Н. награжден Почетной грамотой. 2. За активное участие во Всероссийской олимпиаде «Оптико-электронные приборы и системы» 2011 года студент каф. ЭП Гребенчуков А.Н. награжден дипломом оргкомитета. 3. Благодарственное письмо по результатам производственной практики студентов каф. ЭП Зуева П.В., Пекарских Е.А. и Гребенчукова А.Н. получено ректором ТУСУР, проф. Ю.А. Шурыгиным, от ректора Белорусского государственного университета, академика С.В. Абламейко. _____________________________________________________________
15 Работа выполнена в рамках Госзадания Минобрнауки РФ на 2012 г. (проект № 7.2647.2011) и при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (Гос. контракт № 02.740.11.0553). Спасибо за внимание