Akademik

?1, 2=(kT/e)((mэ-mд)/(mэ+mд))ln(s1/s2),

где е — заряд эл-на, Т — темп-ра, mэ и mд— подвижности эл-нов и дырок, s1 и s2— электропроводность в точках 1 и 2. Диффузионная Ф. при данной интенсивности освещения тем больше, чем больше разница подвижностей эл-нов и дырок и чем меньше электропроводность полупроводника в темноте. Диффузионная Ф. в полупроводниках мала и практич. применения не имеет.

Рис. 1. Возникновение диффузионной фотоэдс.

Вентильная (барьерная) Ф. возникает в неоднородных (по хим. составу или неоднородно легированных примесями) полупроводниках, а также у контакта полупроводник — металл. В области неоднородности существует внутреннее электрическое поле, которое ускоряет генерируемые излучением неосновные неравновесные носители. В результате фотоносители разных знаков пространственно разделяются. Вентильная Ф. может возникать под действием света, генерирующего эл-ны и дырки или хотя бы только неосновные носители. Особенно важна вентильная Ф., возникающая в р — n-переходе и гетеропереходе. Она используется в фотовольтаических и солнечных элементах, по её величине обнаруживают слабые неоднородности в полупроводниковых материалах.

Ф. может возникать также в однородном полупроводнике при одновременном одноосном его сжатии и освещении (фотопьезоэлектрический эффект). Она появляется на гранях, перпендикулярных направлению сжатия, её величина и знак зависят от направления сжатия и освещения относительно кристаллографич. осей. Эта Ф. пропорц. давлению и интенсивности излучения. В этом случае возникновение Ф. связано с анизотропией коэфф. диффузии фотоносителей, вызванной одноосной деформацией кристалла, а также неодинаковым в разных частях кристалла изменением ширины запрещённой зоны под действием давления (тензорезистивный эффект).

Ф. возникает также в освещённом полупроводнике, помещённом в магн. поле H так, что градиент концентрации носителей (и их диффузионные потоки Iд и Iэ) возникает в направлении, перпендикулярном Н ((см. КИКОИНА — НОСКОВА ЭФФЕКТ), рис. 2).

Рис. 2. Фотоэдс в случае эффекта Кикоина — Носкова.

Б. И. Давыдов (1937) установил, что Ф. может возникать и при генерации только осн. носителей (или при поглощении фотонов эл-нами проводимости), если энергия фотоносителей заметно отличается от энергии др. носителей. Такая Ф. возникает в чистых полупроводниках с высокой подвижностью эл-нов при очень низких темп-рах и обусловлена зависимостью подвижности и коэфф. диффузии эл-нов от их энергии. Ф. этого типа имеет заметную величину в InSb n-типа, охлаждённом до темп-ры жидкого гелия.

При поглощении излучения свободными носителями заряда в полупроводнике вместе с энергией фотонов поглощается их импульс. В результате фотоэлектроны приобретают направленное движение относительно кристаллич. решётки и на гранях кристалла, перпендикулярных потоку излучения, появляется Ф. светового давления. Она мала, но мала и её инерционность (=10-11c). Ф. светового давления используется в быстродействующих приёмниках излучений, предназначенных для измерения мощности и формы импульсов излучения лазеров.