Beschreibung
Beim photorefraktiven Effekt bewirkt eine inhomogene Beleuchtung einer geeigneten Probe mit Licht geeigneter Wellenlänge über einen mehrstufigen Prozess die Ausbildung eines Brechungsindexmusters. In Festkörpern beeinflussen vorhandene Störstellen die (optischen) Eigenschaften der Wirtsmaterialien. Ebenso sind sie essentiell bei der Beschreibung der Effizienz eines photorefraktiven Mediums. Bisher sind es im Wesentlichen indirekte Verfahren, die aus der Bestimmung der effektiven Störstellendichte, als maximal transferierbarer Zahl von Ladungsträgern, eine Maßzahl für die Wirksamkeit eines photorefraktiven Materials ableiten. Nur unter vereinfachenden theoretischen Annahmen lassen sich Größen wie Ladungstransferparameter und Defektkonzentrationen mit limitiertem Informationsgehalt eruieren. Ein wesentlicher Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines direkten Verfahrens — auf Basis der Elektronen-Spin-Resonanz (ESR) und optischer Resonanzspektroskopiemethoden — zur Bestimmung der Effizienz solcher Materialien. Mit der Methode der ESR-optischen Simultanspektroskopie wird eine Korrelation zwischen mikroskopischen Defektstrukturen und ihren optischen Absorptionsbanden möglich. Bariumtitanat (BT) und kongruent schmelzendes Barium-Calciumtitanat (BCT), dotiert mit dem Übergangsmetall Rh sowie Fe als Hintergrundkontamination, dienen als Beispielsubstanz zur Erläuterung der Methode. Das Verfahren erlaubt qualitativ die Aufschlüsselung lichtinduzierter Ladungstransportwege. Quantitativ lassen sich die Defektkonzentrationen in den jeweiligen Ladungsstufen, die Ladungstransferparameter sowie die effektiven Störstellendichten unter voller Berücksichtigung theoretischer Hintergründe bestimmen.