Some effects of trapping on the photoelectronic properties of TiO2 single crystals

A slow rise of photocurrent in insulating rutile single crystals at liquid nitrogen temperature is observed when the shallow trapping levels present are initially empty. The slow growth behavior is believed to reflect the increased filling of shallow traps. The increased photocurrent after filling the shallow traps is attributed to the saturation of the traps by the photoexcited electrons. The spectral dependence of the slow growth behavior in the region of the band edge is measured. The results are interpreted in terms of the variation in penetration depth of the light, which results in a variation in the number of traps interacting with the photoexcited electrons. The interpretation is confirmed by thermally stimulated current measurements which show the relative number of traps filled under different conditions. In isolierenden Rutil‐Einkristallen wird bei Temperaturen des flüssigen Stickstoffs ein langzeitiges Anklingen der Photoleitung beobachtet, wenn die vorhandenen Haftstellen anfangs leer sind. Es wird angenommen, daß dieses langzeitige Anklingen das zunehmende Auffüllen der Haftstellen widerspiegelt. Der erhöhte Photostrom, der nach dem Füllen der Haftstellen eintritt, wird deren Sättigung durch die photoangeregten Elektronen zugeschrieben. Die spektrale Abhängigkeit der Anklingkurven in der Nähe der Bandkante wurde gemessen und die Ergebnisse werden durch unterschiedliche Eindringtiefe des Lichtes interpretiert, wodurch sich die Anzahl der Haftstellen, die mit den photoangeregten Elektronen in Wechselwirkung treten, ändert. Diese Interpretation wird durch Messungen des thermischen Glow‐Stromes, der die relative Anzahl der unter verschiedenen Bedingungen gefüllten Haftstellen angibt, bestätigt.