- ФОТОМАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ 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 j х, 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.
Лит.: Кикоин И. К., Лазарев С. Д., Фотоэлектромагнитный эффект, "УФН", 1978, т. 124, в. 4, с. 597. С. Д. Лазарев.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
.
