Субнаносекундная рентгенодифракционная методика изучения лазерно-индуцированных поляризационно-зависимых процессов на КИСИ-Курчатов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью синхронизации наносекундных лазерных импульсов с электронными сгустками синхротронного источника КИСИ-Курчатов зарегистрирована динамика параметров дифракционного пика 0012 кристаллов LiNbO3:Fe с временным разрешением менее 1 нс. Воздействие лазерного импульса (λ = 532 нм, t = 4 нс, плотность энергии 0.6 Дж/см2) при различных направлениях поляризации лазерного излучения вызывает изменение интенсивности пика, которое зависит от угла между направлением поляризации лазерного излучения и кристаллографическими осями. Полученные результаты дополнены вейвлет-анализом экспериментальных данных. Наблюдаемая поляризационная зависимость коррелирует с опубликованными данными о фотовольтаическом эффекте.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. В. Ковальчук

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: mareev.evgeniy@physics.msu.ru
Россия, Москва

Е. И. Мареев

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: mareev.evgeniy@physics.msu.ru
Россия, Москва

А. Г. Куликов

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: ontonic@gmail.com
Россия, Москва

Ф. С. Пиляк

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: mareev.evgeniy@physics.msu.ru
Россия, Москва

Н. Н. Обыденнов

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: mareev.evgeniy@physics.msu.ru
Россия, Москва; Москва

Ф. В. Потёмкин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: mareev.evgeniy@physics.msu.ru
Россия, Москва

Ю. В. Писаревский

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: mareev.evgeniy@physics.msu.ru
Россия, Москва

Н. В. Марченков

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: mareev.evgeniy@physics.msu.ru
Россия, Москва

А. Е. Благов

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: mareev.evgeniy@physics.msu.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. McBride E.E., Krygier A., Ehnes A. et al. // Nat. Phys. 2019. V. 15. P. 89. https://doi.org/10.1038/s41567-018-0290-x
  2. Potemkin F.V., Mareev E.I., Garmatina A.A. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2021. V. 92. P. 053101. https://doi.org/10.1063/5.0028228
  3. Brown S.B., Gleason A.E., Galtier E. et al. // Sci. Adv. 2019. V. 5. P. eaau8044. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau8044
  4. Bressler C., Abela R., Chergui M. // Z. Kristallogr. 2008. V. 223. P. 307. https://doi.org/10.1524/zkri.2008.0030
  5. Schropp A., Hoppe R., Meier V. et al. // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 1. https://doi.org/10.1038/srep11089
  6. Gleason A.E., Bolme C.A., Lee H.J. et al. // Nat. Commun. 2015. V. 6. P. 8191. https://doi.org/10.1038/ncomms9191
  7. Winter J., Rapp S., Mcdonnell C. et al. // Proceedings of the Lasers in Manufacturing Conference. 2019. P. 1.
  8. Kovalchuk M.V., Borisov M.M., Garmatina A.A. et al. // Crystallography Reports. 2022. V. 67. P. 717. https://doi.org/10.1134/S106377452205008X
  9. Марченков Н.В., Куликов А.Г., Аткнин И.И. и др. // Успехи физ. наук. 2019. Т. 189. С. 187. https://doi.org/10.3367/UFNr.2018.06.038348
  10. Куликов А.Г., Благов А.Е., Марченков Н.В. и др. // ФТТ. 2020. Т. 62. С. 2120. https://doi.org/10.21883/FTT.2020.12.50216.087
  11. Ибрагимов Э.С., Куликов А.Г., Марченков Н.В. и др. // ФТТ. 2022. Т. 64. С. 1760. https://doi.org/10.21883/FTT.2022.11.53330.421
  12. Kovalchuk M.V., Borisov M.M., Garmatina A.A. et al. // Crystallography Reports. 2022. V. 67. P. 717. https://doi.org/10.1134/S106377452205008X
  13. Popmintchev T., Chen M.C., Popmintchev D. et al. // Science. 2012. V. 336. P. 1287. https://doi.org/10.1126/science.1218497
  14. Kling M.F., Vrakking M.J.J. // Annu. Rev. Phys. Chem. 2008. V. 59. P. 463. https://doi.org/10.1146/annurev.physchem.59.032607.093532
  15. Nishidome H., Nagai K., Uchida K. et al. // Nano Lett. 2020. V. 20. P. 6215. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02717
  16. Rumiantsev B.V., Pushkin A.V., Potemkin F.V. // JETP Lett. 2023. V. 118. P. 273. https://doi.org/10.1134/S0021364023602300
  17. Niikura H., Dudovich N., Villeneuve D.M. et al. // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 105. P. 1. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.105.053003
  18. Cavalieri A.L., Müller N., Uphues T. et al. // Nature. 2007. V. 449. P. 1029. https://doi.org/10.1038/nature06229
  19. Rumiantsev B.V., Pushkin A.V., Mikheev K.E. et al. // JETP Lett. 2022. V. 116. P. 683. https://doi.org/10.1134/S0021364022602123
  20. Pupeza I., Huber M., Trubetskov M. et al. // Nature. 2020. V. 577. P. 52. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1850-7
  21. Garmatina A.A., Shubnyi A.G., Asadchikov V.E. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 2036. P. 012037. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2036/1/012037
  22. Murnane M.M., Kapteyn H.C., Rosen M.D. et al. // Science. 1991. V. 251. P. 531. https://doi.org/10.1126/science.251.4993.531
  23. Martín L., Benlliure J., Cortina-Gil D. et al. // Phys. Med. 2021. V. 82. P. 163. https://doi.org/10.1016/j.ejmp.2020.12.023
  24. Shew B.Y., Hung J.T., Huang T.Y. et al. // J. Micromech. Microeng. 2003. V. 13. P. 708. https://doi.org/10.1088/0960-1317/13/5/324
  25. Holtz M., Hauf C., Salvador A.A.H. et al. // Phys. Rev. B. 2016. V. 94. P. 1. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.104302
  26. Huang N., Deng H., Liu B. et al. // Innovation. 2021. V. 2. P. 100097. https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100097
  27. Nishiyama T., Kumagai Y., Niozu A. et al. // Phys. Rev. Lett. 2019. V. 123. P. 123201. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.123201
  28. Inoue I., Inubushi Y., Sato T. et al. // PNAS. 2016. V. 113. P. 1492. https://doi.org/10.1073/pnas.1516426113
  29. Glownia J.M., Cryan J., Andreasson J. et al. // Opt. Express. 2010. V. 18. P. 17620. https://doi.org/10.1364/OE.18.017620
  30. Geloni G., Saldin E., Schneidmiller E. et al. // Opt. Commun. 2008. V. 281. P. 3762. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2008.03.023
  31. Larsson J. // Meas. Sci. Technol. 2001. V. 12. P. 1835. https://doi.org/10.1088/0957-0233/12/11/311
  32. Reusch T., Schülein F., Bömer C. et al. // AIP Adv. 2013. V. 3. P. 072127. https://doi.org/10.1063/1.4816801
  33. Potemkin F.V., Mareev E.I., Garmatina A.A. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2021. V. 92. P. 053101. https://doi.org/10.1063/5.0028228
  34. Schulz E.C., Yorke B.A., Pearson A.R., Mehrabi P. // Acta. Cryst. D. 2022. V. 78. P. 14. https://doi.org/10.1107/S2059798321011621
  35. Павлов А.Н. // Изв. вузов. ПНД. 2009. Т. 17. С. 99.
  36. Pilyak F.S., Kulikov A.G., Fridkin V.M. et al. // Physica B. 2021. V. 604. P. 412706. https://doi.org/10.1016/j.physb.2020.412706
  37. Sturman B.I., Fridkin V.M. The Photovoltaic and Photorefractive Effects in Noncentrosymmetric Materials. Philadelphia: Gordon and Breach Science Publishers, 1992. 238 p.
  38. Пиляк Ф.С., Куликов А.Г., Писаревский Ю.В. и др. // Кристаллография. 2022. Т. 67. С. 850. https://doi.org/10.31857/S0023476122050125

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Временной диапазон некоторых физических процессов, которые могут быть зарегистрированы на различных источниках рентгеновского излучения

Скачать (175KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема экспериментальной установки: BM – источник СИ (поворотный магнит), Slits1 – щели белого пучка, Slits2 – щели монохроматизированного пучка, M – двухкристальный монохроматор Si 111, IC – ионизационная камера, G – гониометр с установленным образцом, S – образец, L – источник лазерного излучения, D – дефлектор, PG – призма Глана. Плата синхронизации запускает блок управления лазером с заданной задержкой в соответствии с опорным высокочастотным сигналом накопительного кольца. Осциллограф позволяет оцифровать аналоговый сигнал, поступающий с детектора

Скачать (152KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Динамика КДО кристалла LiNbO3:Fe (рефлекс 0012) при воздействии лазерного импульса (белая штриховая линия указывает начальный момент воздействия) для различных азимутальных углов φ, совпадающих с направлением поляризации лазерного излучения относительно кристаллографической оси X [20]. Результаты построены в виде трехмерных карт (цветом обозначена интенсивность зарегистрированного сигнала при заданной временной задержке и угловом положении). В правом верхнем углу указано значение угла φ

Скачать (464KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Трехмерная визуализация вейвлет-анализа данных для азимутальных углов 0° и 120°

Скачать (192KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024