Последний отзыв
Да, первый рассказ из сборника, что я успела прочитать, что надо! И написано хорошо, и содержание необычное, но жизненное. Очень понравилось, хотя там...
Далее
По всем вопросам обращайтесь на: info@litportal.ru
(©) 2003-2024.
✖
Все науки. №3, 2022. Международный научный журнал
Настройки чтения
Размер шрифта
Высота строк
Поля
Keywords: photovoltaic effect, cubic crystal, photovoltaic coefficients, holographic effect, photo-piezoelectric.
ВВЕДЕНИЕ
Фото-ЭДС (или фотонапряжение) в полупроводниках независимо от ее природы не может превышать ширину запрещенной зоны, т.е. несколько Вольт. Например, в однородном полупроводнике Демберовское (диффузионное) фото напряжение для сколь угодно большой интенсивности возбуждающего света не превышает значения [1].
Где E
– ширина запрещенной зоны полупроводника, n
и n
– соответственно неравновесная и равновесная концентрации носителей, N
– плотность состояний.
Другим примером может служить возникающие фотонапряжение при освещении p-n —перехода [2].
которое также не превышает E
. Здесь и – соответственно концентрации электронов в n – области и дырки в р – области. и – энергии уровня Ферми в n – и р – областях.
Исключение из этого правила составляли лишь полупроводниковые текстуры в которых наблюдается эффект аномально больших фото напряжений (АФН эффект), обусловленный сложением элементарных фото-ЭДС Дембера (1) или элементарных фото-ЭДС (2), развивающихся на отдельных р-n —переходах текстуры [3].
В таких текстурах из напиленных слоев CdTe, Ge, Si, GaAs, PbS, CdSe и т. д. фото напряжения могут достигать значений порядка нескольких сотен Вольт на сантиметр длины в направлении сложения элементарных фото-ЭДС (1) или (2).
В последние годы стало ясно, что в термодинамических неравновесных условиях возможны токи иной природы, обусловленные отсутствием среды центра симметрии. Важнейшим этого класса эффекта является аномальный фотовольтаический эффект (АФ эффект).
АФ эффект заключается в том, что при равномерном освещении короткозамкнутого сегнетоэлектрика через него протекает стационарный ток, который в [4,5] был назван фотовольтаическим. Было показано, что именно фотовольтаический ток приводит к аномальному фотовольтаическому эффекту (АФ эффект) в сегнетоэлектрике.
Аномальный фотовольтаический эффект, обнаруженный для сегнетоэлектриков впервые в [4,5] является частным случаем АФ эффекта, описываемого для кристаллов без центра симметрии тензором третьего ранга [5,6]:
Согласно (3), при равномерном освещении линейно поляризованным светом однородного кристаллов без центра симметрии (сегнето, пиро или пъезоэлектрического кристалла) в нем возникает фотовольтаический ток J
, знак и величина которого зависят от ориентации вектора поляризации света с проекциями.
Компоненты тензора a
отличны от нуля для 20 ацентричных групп симметрии. Если электроды кристалла разомкнуть, то фотовольтаический ток генерирует фотонапряжения
где
и соответственно
темновая и фотопроводимость, расстояние между электродами. Генерируемое фотонапряжения порядка 10
—10
В, превышающее величину ширины запрещенной зони E
на два – четыре порядка.
В соответствии с (3) и симметрией точечной группы кристалла можно написать выражения для фотовольтаического тока. Сравнение экспериментальной угловой зависимости (b) с (3) позволяет определить фотовольтаический тензор a
или фотовольтаический коэффициент
(a* – коэффициент поглошения света).
1. ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ ZnS
В работе изложен результаты исследования объемного фотовольтаического эффекта в пьезоэлектрических кристаллах ZnS, принадлежащих к кубической точечной группе m.
Исследовались кубические кристаллы ZnS, вырашенные гидротермальным методом в растворах H
PO
и KOH в лаборатории гидротермального синтеза института кристаллографии Российской АН.
В отличие от сегнетоэлектриков [4, 5] фотовольтаический эффект в ZnS можно наблюдать только в поляризованном свете [8,9]. В соответствии (3) и симметрией точечной группы при освешении кристалла в z направлении оси 4 порядка (оси z) выражение фотовольтаического тока в z направлении имеет вид:
где – угол между плоскостью поляризации света и осью х.
Измерение фотовольтаического тока J
и генерируемого им поля
(s
– фотопроводимость) производилось путем снятая стационарных вольт-амперных характеристик [5].
На рис.1 представлена ориентационная зависимость в направлении [001], снятая при Т = 143К при освещении светом с длинной волны l=500 нм (a*=5 см
) и интенсивностью I=2.3?10
Вт?см
. Кристалл освещается плоско поляризованным светом в направлении [001].Сравнение этой угловой зависимости с (4) даёт
K
=2?10
A?см? (Вт)
.
Таким образом, значение модуля К
в исследованных кристаллах ZnS существенно выше, чем у известных сегнето- и пьезоэлектриков [4, 5,6].
ВВЕДЕНИЕ
Фото-ЭДС (или фотонапряжение) в полупроводниках независимо от ее природы не может превышать ширину запрещенной зоны, т.е. несколько Вольт. Например, в однородном полупроводнике Демберовское (диффузионное) фото напряжение для сколь угодно большой интенсивности возбуждающего света не превышает значения [1].
Где E
– ширина запрещенной зоны полупроводника, n
и n
– соответственно неравновесная и равновесная концентрации носителей, N
– плотность состояний.
Другим примером может служить возникающие фотонапряжение при освещении p-n —перехода [2].
которое также не превышает E
. Здесь и – соответственно концентрации электронов в n – области и дырки в р – области. и – энергии уровня Ферми в n – и р – областях.
Исключение из этого правила составляли лишь полупроводниковые текстуры в которых наблюдается эффект аномально больших фото напряжений (АФН эффект), обусловленный сложением элементарных фото-ЭДС Дембера (1) или элементарных фото-ЭДС (2), развивающихся на отдельных р-n —переходах текстуры [3].
В таких текстурах из напиленных слоев CdTe, Ge, Si, GaAs, PbS, CdSe и т. д. фото напряжения могут достигать значений порядка нескольких сотен Вольт на сантиметр длины в направлении сложения элементарных фото-ЭДС (1) или (2).
В последние годы стало ясно, что в термодинамических неравновесных условиях возможны токи иной природы, обусловленные отсутствием среды центра симметрии. Важнейшим этого класса эффекта является аномальный фотовольтаический эффект (АФ эффект).
АФ эффект заключается в том, что при равномерном освещении короткозамкнутого сегнетоэлектрика через него протекает стационарный ток, который в [4,5] был назван фотовольтаическим. Было показано, что именно фотовольтаический ток приводит к аномальному фотовольтаическому эффекту (АФ эффект) в сегнетоэлектрике.
Аномальный фотовольтаический эффект, обнаруженный для сегнетоэлектриков впервые в [4,5] является частным случаем АФ эффекта, описываемого для кристаллов без центра симметрии тензором третьего ранга [5,6]:
Согласно (3), при равномерном освещении линейно поляризованным светом однородного кристаллов без центра симметрии (сегнето, пиро или пъезоэлектрического кристалла) в нем возникает фотовольтаический ток J
, знак и величина которого зависят от ориентации вектора поляризации света с проекциями.
Компоненты тензора a
отличны от нуля для 20 ацентричных групп симметрии. Если электроды кристалла разомкнуть, то фотовольтаический ток генерирует фотонапряжения
где
и соответственно
темновая и фотопроводимость, расстояние между электродами. Генерируемое фотонапряжения порядка 10
—10
В, превышающее величину ширины запрещенной зони E
на два – четыре порядка.
В соответствии с (3) и симметрией точечной группы кристалла можно написать выражения для фотовольтаического тока. Сравнение экспериментальной угловой зависимости (b) с (3) позволяет определить фотовольтаический тензор a
или фотовольтаический коэффициент
(a* – коэффициент поглошения света).
1. ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ ZnS
В работе изложен результаты исследования объемного фотовольтаического эффекта в пьезоэлектрических кристаллах ZnS, принадлежащих к кубической точечной группе m.
Исследовались кубические кристаллы ZnS, вырашенные гидротермальным методом в растворах H
PO
и KOH в лаборатории гидротермального синтеза института кристаллографии Российской АН.
В отличие от сегнетоэлектриков [4, 5] фотовольтаический эффект в ZnS можно наблюдать только в поляризованном свете [8,9]. В соответствии (3) и симметрией точечной группы при освешении кристалла в z направлении оси 4 порядка (оси z) выражение фотовольтаического тока в z направлении имеет вид:
где – угол между плоскостью поляризации света и осью х.
Измерение фотовольтаического тока J
и генерируемого им поля
(s
– фотопроводимость) производилось путем снятая стационарных вольт-амперных характеристик [5].
На рис.1 представлена ориентационная зависимость в направлении [001], снятая при Т = 143К при освещении светом с длинной волны l=500 нм (a*=5 см
) и интенсивностью I=2.3?10
Вт?см
. Кристалл освещается плоско поляризованным светом в направлении [001].Сравнение этой угловой зависимости с (4) даёт
K
=2?10
A?см? (Вт)
.
Таким образом, значение модуля К
в исследованных кристаллах ZnS существенно выше, чем у известных сегнето- и пьезоэлектриков [4, 5,6].
Последний отзыв
Да, первый рассказ из сборника, что я успела прочитать, что надо! И написано хорошо, и содержание необычное, но жизненное. Очень понравилось, хотя там...
Далее