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, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... 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.
