Фотомагнитоэлектрический эффект (фотоэлектромагнитный эффект, Кикоина - Носкова эффект)
Фотомагнитоэлектрический эффект (фотоэлектромагнитный эффект, Кикоина - Носкова эффект) - возникновение
электрич. поля в полупроводнике, помещённом в магн. поле, при освещении его
сильно поглощаемым светом.
Если на полупроводник падает
свет, частота к-рого со соответствует собств. поглощению:
-ширина запрещённой зоны полупроводника), то в тонком поверхностном слое
образуется высокая концентрация электронов и дырок. Возникающий при этом градиент
их концентрации приводит к появлению диффузионного потока носителей в направлении
падающего излучения. Если магнитное
поле Н приложено вдоль оси oz (рис. 1), световой
пучок и диффузионный поток - вдоль оси оу, то магн. поле
отклоняет электроны и дырки в разные стороны, вызывая
в направлении ох пространственное разделение зарядов.
Если концы образца замкнуты, то в цепи возникает ток jх, если
разомкнуты, то - фотоэдс (см. Фотогальванический эффект).
В слабых магн. полях эдс
Ф. э. пропорциональна магн. полю Н и меняет знак при изменении
направления Н на противоположное (н е ч ё т н ы й Ф. э.). Открыт
И. К. Кикоиным и М. М. Носковым в 1933.
В слабых магн. полях (
mH/с<<1 , где m-подвижность носителей заряда)плотность
тока
Здесь D - коэф.
амбиполярной диффузии носителей заряда, п - концентрация неравновесных
носителей заряда. Вид распределения п в общем случае сложен; он зависит
от диффузионно-рекомбинационных параметров полупроводника, от коэф. поглощения
света и квантового выхода фотогенерации носителей.
Неоднородность плотности
тока приводит на некорот-козамкнутом образце к циркуляции тока
: ток вблизи освещаемой
поверхности течёт в одну сторону, а в глубине - в противоположную сторону. В
образце с разомкнутыми контактами полный ток, протекающий через всё сечение,
равен 0. Наличие замкнутого циркулирующего тока в полупроводнике было доказано
экспериментально: насаженный на остриё иглы ци-линдрич. образец из Ge при освещении
в магн. поле не прерывно
вращался вокруг оси (рис. 2).
В результате действия магн.
поля на замкнутый циркулирующий ток в образце, когда направления Н
и диффузионного потока избыточных носителей при освещении образца не перпендикулярны
друг другу, в направлении проекции Н на плоскость образца (bb',
рис. 3) возникает
фотоэдс, не меняющая знака
при изменении направления Н на противоположное (ч ё т н ы й эффект,
Кикоин,1934). В поликристаллич.
образцах эдс чётного эффекта
где q-угол между диффузионным
потоком носителей и Н.
В монокристаллич. полупроводниках
и чётный, и нечётный эффекты анизотропны- величина и знак эдс зависят от взаимной
ориентации кристаллографич.
осей и Н. Т. к. анизотропия связана с анизотропией коэф. диффузии
D носителей в присутствии магн. поля, то её исследование позволяет определить
эфф. массы электронов и дырок вдоль разл. кристаллографич. осей образца.
При темп-pax T<=
20 К из-за разогрева носителей падающим излучением помимо обычного Ф. э., обусловленного
градиентом концентрации избыточных носителей, в образце возникает эдс, связанная
с градиентом степени разогрева (фототермомагн. эффект).
На основе Ф. э. созданы
простые и надёжные методы определения таких параметров полупроводников, как
время жизни неравновесных носителей заряда, диффузионная длина, скорость поверхностной
рекомбинации, а также детекторы излучения и магнитометры.
Литература по
Кикоин И. К., Лазарев С. Д., Фотоэлектромагнитный эффект, "УФН", 1978, т.
124, в. 4, с. 597. С. Д. Лазарев.
Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?
Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается: - Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
-ширина запрещённой зоны полупроводника), то в тонком поверхностном слое
образуется высокая концентрация электронов и дырок. Возникающий при этом градиент
их концентрации приводит к появлению диффузионного потока носителей в направлении
падающего излучения. Если магнитное
поле Н приложено вдоль оси oz (рис. 1), световой
пучок и диффузионный поток - вдоль оси оу, то магн. поле
отклоняет электроны и дырки в разные стороны, вызывая
в направлении ох пространственное разделение зарядов.
Если концы образца замкнуты, то в цепи возникает ток jх, если
разомкнуты, то - фотоэдс (см. Фотогальванический эффект).
: ток вблизи освещаемой
поверхности течёт в одну сторону, а в глубине - в противоположную сторону. В
образце с разомкнутыми контактами полный ток, протекающий через всё сечение,
равен 0. Наличие замкнутого циркулирующего тока в полупроводнике было доказано
экспериментально: насаженный на остриё иглы ци-линдрич. образец из Ge при освещении
в магн. поле не прерывно
вращался вокруг оси (рис. 2).
где q-угол между диффузионным
потоком носителей и Н.
