Ключевые слова: фотовольтаический эффект, кубический кристалл, фотовольтаические коэффициенты, голографический эффект, фото-пьезоэлектрик.
Annotation. In this paper, the photovoltaic and photorefractive effect is discovered and investigated, and the only non-zero photovoltaic coefficient kijk is determined for a cubic ZnS crystal. This coefficient K14 =2*10—9A*cm* (W) -1. The kijk coefficients are more than an order of magnitude higher than the corresponding coefficients in LiNbO3:Fe. The use of photo-piezoelectrics in holographic recording gives advantages. In this case, the recording is carried out by two coherent beams with polarization corresponding to the photovoltaic current. The reconstruction of the recorded hologram is achieved by illuminating the crystal with a beam of coherent light of the same wavelength. However, the polarization of this beam is chosen in such a way that the illumination does not lead to the generation of photovoltaic current. The erasure of the recorded hologram is achieved by evenly illuminating the surface with a beam of light from the previous polarization.
Keywords: photovoltaic effect, cubic crystal, photovoltaic coefficients, holographic effect, photo-piezoelectric.
ВВЕДЕНИЕ
Фото-ЭДС (или фотонапряжение) в полупроводниках независимо от ее природы не может превышать ширину запрещенной зоны, т.е. несколько Вольт. Например, в однородном полупроводнике Демберовское (диффузионное) фото напряжение для сколь угодно большой интенсивности возбуждающего света не превышает значения [1].
Где Eg – ширина запрещенной зоны полупроводника, n1 и n0 – соответственно неравновесная и равновесная концентрации носителей, Nc – плотность состояний.
Другим примером может служить возникающие фотонапряжение при освещении p-n —перехода [2].
которое также не превышает Eg. Здесь и – соответственно концентрации электронов в n – области и дырки в р – области. и – энергии уровня Ферми в n – и р – областях.
Исключение из этого правила составляли лишь полупроводниковые текстуры в которых наблюдается эффект аномально больших фото напряжений (АФН эффект), обусловленный сложением элементарных фото-ЭДС Дембера (1) или элементарных фото-ЭДС (2), развивающихся на отдельных р-n —переходах текстуры [3].
В таких текстурах из напиленных слоев CdTe, Ge, Si, GaAs, PbS, CdSe и т. д. фото напряжения могут достигать значений порядка нескольких сотен Вольт на сантиметр длины в направлении сложения элементарных фото-ЭДС (1) или (2).
В последние годы стало ясно, что в термодинамических неравновесных условиях возможны токи иной природы, обусловленные отсутствием среды центра симметрии. Важнейшим этого класса эффекта является аномальный фотовольтаический эффект (АФ эффект).
АФ эффект заключается в том, что при равномерном освещении короткозамкнутого сегнетоэлектрика через него протекает стационарный ток, который в [4,5] был назван фотовольтаическим. Было показано, что именно фотовольтаический ток приводит к аномальному фотовольтаическому эффекту (АФ эффект) в сегнетоэлектрике.
Аномальный фотовольтаический эффект, обнаруженный для сегнетоэлектриков впервые в [4,5] является частным случаем АФ эффекта, описываемого для кристаллов без центра симметрии тензором третьего ранга [5,6]:
Согласно (3), при равномерном освещении линейно поляризованным светом однородного кристаллов без центра симметрии (сегнето,