Ефект Дембера — явище в фізиці напівпровідників, яке складається з виникнення електричного поля і ЕРС в однорідному напівпровіднику при його нерівномірному освітленні за рахунок різниці рухливості електронів і дірок. Час встановлення постійного значення ЕРС Дембера при постійному освітленні визначається часом встановлення дифузійно-дрейфової рівноваги, близьким до максвелівського часу релаксації. Непостійний ефект Дембера, що викликаний імпульсним освітленням, використовується для генерації терагерцового випромінювання. Найбільш сильний ефект Дембера спостерігається в напівпровідниках з вузькою забороненою зоною і високою рухливістю електронів, наприклад в InAs, InSb .
Фізика явища
При освітлюванні поверхні напівпровідника світлом з довжиною хвилі, яка лежить в області власного поглинання, утворення нерівноважних електронів і дірок відбувається в основному поблизу цієї поверхні. Виниклі електрони і дірки дифундують з області більш освітлюваної в більш затемнену. Коефіцієнт дифузії у електронів більший, ніж у дірок, тому електрони швидше поширюються від освітленого місця. Просторове розділення зарядів призводить до виникнення електричного поля, яке спрямоване від поверхні в глиб кристала. Це поле тягне повільну хмару дірок і уповільнює швидку хмару електронів. В результаті між освітленими і неосвітленими точками зразка виникає ЕРС, яка отримала назву ЕРС Дембера.
Математика
Величина ЕРС Дембера за відсутності пасток і без обліку поверхневої рекомбінації визначається формулою:
,
де — коефіцієнт дифузії електронів,
— коефіцієнт дифузії дірок,
— рухливість електронів,
— рухливість дірок,
— відстань від поверхні, що освітлюється до місця, де вже немає нерівноважних носіїв.
ввівши позначення , враховуючи співвідношення Ейнштейна
і беручи інтеграл, одержимо
,
Історія
Відкрив німецький фізик X. Дембер (Н. Dember; 1931); теорію розробив Я.І.Френкель (1933), німецький фізик Г. Фреліх (1935), Е.М.Ліфшиц і Л.Д.Ландау (1936).
Поперечна ЕРС Дембера
В анізотропних кристалах, якщо освітлювана поверхня вирізана під кутом до кристалографічних осей, з'являється електричне поле , перпендикулярне градієнту концентрації. ЕРС між бічними гранями зразка в цьому випадку дорівнює
,
де — довжина освітленої частини зразка.
Див. також
Примітки
- M. B. Johnston, D. M. Whittaker, A. Corchia, A. G. Davies, and E. H. Linfield. // Physical Review B : journal. — 2002. — P. 165301. — Bibcode: .
- T. Dekorsy, H. Auer, H. J. Bakker, H. G. Roskos, and H. Kurz. // Physical Review B : journal. — 1996. — P. 4005. — Bibcode: .
- S. Kono et al. // [en] : journal. — No. 6. — P. 901.
Література
- Шалимова К.В.,місце Москва,видавництво «Энергоатомиздат», 1985 рік,стр 392
- відповід. ред. А. М. Прохоров, місце М., видавництво Большая Российская энциклопедия (издательство), Сов. энциклопедия, 1988 рік, стр. 704
- А. [ 27 серпня 2018 у Wayback Machine.] Г. [ 27 серпня 2018 у Wayback Machine.] Роках. [ 27 серпня 2018 у Wayback Machine.] Фотоелектричні явища в напівпровідниках. [ 27 серпня 2018 у Wayback Machine.] Навчальний посібник з курсів «Фотоелектричні явища в напівпровідниках» і «Фотоелектричні явища в напівпровідниках і напівпровідникових наноструктурах» [ 27 серпня 2018 у Wayback Machine.]
- М. [ 22 грудня 2018 у Wayback Machine.] В. [ 22 грудня 2018 у Wayback Machine.] Царьов. [ 22 грудня 2018 у Wayback Machine.] Генерація та реєстрація терагерцового випромінювання ультракороткими лазерними імпульсами. [ 22 грудня 2018 у Wayback Machine.] Навчальний посібник [ 22 грудня 2018 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Efekt Dembera yavishe v fizici napivprovidnikiv yake skladayetsya z viniknennya elektrichnogo polya i ERS v odnoridnomu napivprovidniku pri jogo nerivnomirnomu osvitlenni za rahunok riznici ruhlivosti elektroniv i dirok Chas vstanovlennya postijnogo znachennya ERS Dembera pri postijnomu osvitlenni viznachayetsya chasom vstanovlennya difuzijno drejfovoyi rivnovagi blizkim do maksvelivskogo chasu relaksaciyi Nepostijnij efekt Dembera sho viklikanij impulsnim osvitlennyam vikoristovuyetsya dlya generaciyi teragercovogo viprominyuvannya Najbilsh silnij efekt Dembera sposterigayetsya v napivprovidnikah z vuzkoyu zaboronenoyu zonoyu i visokoyu ruhlivistyu elektroniv napriklad v InAs InSb Fizika yavishaPri osvitlyuvanni poverhni napivprovidnika svitlom z dovzhinoyu hvili yaka lezhit v oblasti vlasnogo poglinannya utvorennya nerivnovazhnih elektroniv i dirok vidbuvayetsya v osnovnomu poblizu ciyeyi poverhni Vinikli elektroni i dirki difunduyut z oblasti bilsh osvitlyuvanoyi v bilsh zatemnenu Koeficiyent difuziyi u elektroniv bilshij nizh u dirok tomu elektroni shvidshe poshiryuyutsya vid osvitlenogo miscya Prostorove rozdilennya zaryadiv prizvodit do viniknennya elektrichnogo polya yake spryamovane vid poverhni v glib kristala Ce pole tyagne povilnu hmaru dirok i upovilnyuye shvidku hmaru elektroniv V rezultati mizh osvitlenimi i neosvitlenimi tochkami zrazka vinikaye ERS yaka otrimala nazvu ERS Dembera MatematikaVelichina ERS Dembera za vidsutnosti pastok i bez obliku poverhnevoyi rekombinaciyi viznachayetsya formuloyu U D n D p m n m p 0 l d s s displaystyle U frac D n D p mu n mu p int limits 0 l frac d sigma sigma de D n displaystyle D n koeficiyent difuziyi elektroniv D p displaystyle D p koeficiyent difuziyi dirok m n displaystyle mu n ruhlivist elektroniv m p displaystyle mu p ruhlivist dirok l displaystyle l vidstan vid poverhni sho osvitlyuyetsya do miscya de vzhe nemaye nerivnovazhnih nosiyiv vvivshi poznachennya b m n m p displaystyle b frac mu n mu p vrahovuyuchi spivvidnoshennya Ejnshtejna e D n p m n p k B T displaystyle eD n p mu n p k B T i beruchi integral oderzhimo U k T e b 1 b 1 l n s 0 s l displaystyle U frac kT e frac b 1 b 1 ln frac sigma 0 sigma l IstoriyaVidkriv nimeckij fizik X Dember N Dember 1931 teoriyu rozrobiv Ya I Frenkel 1933 nimeckij fizik G Frelih 1935 E M Lifshic i L D Landau 1936 Poperechna ERS DemberaV anizotropnih kristalah yaksho osvitlyuvana poverhnya virizana pid kutom do kristalografichnih osej z yavlyayetsya elektrichne pole E D displaystyle E D perp perpendikulyarne gradiyentu koncentraciyi ERS mizh bichnimi granyami zrazka v comu vipadku dorivnyuye U E D d displaystyle U perp E D perp d de d displaystyle d dovzhina osvitlenoyi chastini zrazka Div takozhPrimitkiM B Johnston D M Whittaker A Corchia A G Davies and E H Linfield Physical Review B journal 2002 P 165301 Bibcode 2002PhRvB 65p5301J T Dekorsy H Auer H J Bakker H G Roskos and H Kurz Physical Review B journal 1996 P 4005 Bibcode 1996PhRvB 53 4005D S Kono et al en journal No 6 P 901 LiteraturaShalimova K V misce Moskva vidavnictvo Energoatomizdat 1985 rik str 392 vidpovid red A M Prohorov misce M vidavnictvo Bolshaya Rossijskaya enciklopediya izdatelstvo Sov enciklopediya 1988 rik str 704 A 27 serpnya 2018 u Wayback Machine G 27 serpnya 2018 u Wayback Machine Rokah 27 serpnya 2018 u Wayback Machine Fotoelektrichni yavisha v napivprovidnikah 27 serpnya 2018 u Wayback Machine Navchalnij posibnik z kursiv Fotoelektrichni yavisha v napivprovidnikah i Fotoelektrichni yavisha v napivprovidnikah i napivprovidnikovih nanostrukturah 27 serpnya 2018 u Wayback Machine M 22 grudnya 2018 u Wayback Machine V 22 grudnya 2018 u Wayback Machine Carov 22 grudnya 2018 u Wayback Machine Generaciya ta reyestraciya teragercovogo viprominyuvannya ultrakorotkimi lazernimi impulsami 22 grudnya 2018 u Wayback Machine Navchalnij posibnik 22 grudnya 2018 u Wayback Machine