Формирование пространственного заряда лежит в основе ряда физических явлений, таких как фоторефрактивный эффект и нестационарная фотоэдс, находящих применение в материаловедении полупроводников и в оптическом детектировании ультразвука. Эффект нестационарной фотоэлектродвижущей силы обычно проявляется в виде переменного электрического тока, возбуждаемого осциллирующей интерференционной картиной (Рис. 1). Ток возникает в результате взаимодействия решеток фотопроводимости и поля пространственного заряда. Изучение записи зарядовых распределений в релаксорных сегнетоэлектриках до сих пор не проводилось.

В работе изучается кристалл PbNi_1/3Ta_2/3O₃, выращенный методом спонтанной кристаллизации и имеющий характерные размеры 1x1x2.3 mm. Нестационарная эдс возбуждается при различных интенсивностях света I0, пространственных частотах K и частотах фазовой модуляции излучения ω. Частотная зависимость амплитуды сигнала имеет необычный вид: она имеет два нарастающих участка, максимум и минимум. Фаза сигнала изменяется в пределах 3π(Рис. 1), что в три раза превосходит изменение фазы в других материалах. Кроме того, в данном кристалле наблюдается расхождение в поведении частотных зависимостей сигнала нестационарной эдс и отклика фотопроводимости в высокочастотной области.

Для объяснения указанных особенностей выдвинута гипотеза о влиянии лазерного нагрева кристалла на формирование зарядовых распределений и возбуждение тока. Теоретический анализ эффекта нестационарной эдс выполнен для случаев генерации носителей заряда вследствие лазерного нагрева кристалла [1] и фотовозбуждения [2]. При анализе эффекта учитывается термополяризационный эффект. Расчет амплитуды возбуждаемого тока показал, что в сигнале помимо обычной нестационарной фотоэдс присутствует компонента, определяемая указанным эффектом. Эта компонента, названная соответственно нестационарной опто- или фото-термополяризационной эдс, действительно имеет иной характер частотной зависимости по сравнению с откликом фотопроводимости. Таким образом, был предсказан, обнаружен и детально изучен эффект нестационарной фото-термополяризационной эдс в релаксорных сегнетоэлектриках.

[1] M.A. Bryushinin, S.G. Lushnikov, and I.A. Sokolov Scientific Reports 15, 25152 (2025). [2] M.A. Bryushinin, S.G. Lushnikov, and I.A. Sokolov J. Appl. Phys. 138, 163103 (2025).