Объёмные фотовольтаические эффекты.

Эффект Дембера.

В условиях сильного поглощения в поверхностном слое резко возрастает концентрация неравновесных носителей. Из-за большого градиента они диффундируют от поверхности, но с различными скоростями из-за различной подвижности. Электроны обладают большей m_n и облако успевает продвинуться глубже. Такое различие создаёт объёмный заряд, имеющий фотовольтаический характер. Причёт поле направлено так, что более подвижные носители замедляются, а менее - ускоряются. Между освещённой и неосвещённой зонами возникает ЭДС Дембера:

где b - отношение . Эта ЭДС обычно составляет несколько kT/q. Она возникает или вблизи поверхности, или границы МП, а также вдоль полупроводника между освещённое и затемнённой его частями. Фотодиффузионная ЭДС зависит от I, от спектрального состава и a, от подвижностей носителей и геометрии образца и облучения, от параметров объёмной и поверхностной рекомбинаций (объёмное время жизни и скорость поверхностной релаксации). При больших интенсивностях света ЭДС Дембера стремится к насыщению.

При освещении кристаллических полупроводников ЭДС будет направлена не вдоль градиента концентрации носителей, а под углом в соответствии с ориентацией осей кристалла.

Фотомагнитный эффект (эффект Кикоина-Носкова).

Состоит в появлении фото-ЭДС (фототока) в полупроводниковой пластине, помещённой в магнитное поле. Фото-ЭДС наблюдается перпендикулярно к и . Такие фотоприёмники (например, на основе InSb) используются главным образом для регистрации сигналов в ближнем и среднем ИК диапазонах.

Пусть свет падает на поверхность перпендикулярно оси x. В отсутствие H возникает эффект Дембера. При включении магнитного поля, например, перпендикулярно потоку носителей заряда происходит отклонение потоков n и p. Потоки в направлении y складываются в суммарный ток. Если замкнуть контакты, то возникнет ток короткого замыкания фотоприёмника на фотомагнитном эффекте. Если контакты разомкнуть, то на них накапливаются заряды и возникнет ЭДС вдоль оси x. Такой фотоприёмник наиболее эффективен в том случае, если он изготовлен из полупроводника с высокой подвижностью носителей и малым их временем жизни.

Дата добавления: 2015-12-08