ФОТОМАГНИТОЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ ЭФФЕ́КТ

ФОТОМАГНИТОЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ ЭФ­ФЕ́КТ (фо­то­элек­тро­маг­нит­ный эф­фект, Ки­кои­на – Нос­ко­ва эф­фект), воз­ник­но­ве­ние элек­трич. по­ля в по­лу­про­вод­ни­ке, по­ме­щён­ном в маг­нит­ное по­ле, при ос­ве­ще­нии его силь­но по­гло­щае­мым све­том. Ес­ли на по­лу­про­вод­ник па­да­ет свет, час­то­та $ω$ ко­то­ро­го со­от­вет­ст­ву­ет соб­ст­вен­но­му по­гло­ще­нию: $\hbar ω=ℰ_g$ ($\hbar$ –по­сто­ян­ная План­ка, $ℰ_g$ – 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 за­ря­да в на­прав­ле­нии па­даю­ще­го из­лу­че­ния. Ес­ли маг­нит­ное по­ле $\boldsymbol H$ при­ло­же­но вдоль оси $z$, све­то­вой пу­чок и диф­фу­зи­он­ный по­ток на­прав­ле­ны вдоль $y$, то маг­нит­ное по­ле от­кло­ня­ет элек­тро­ны и дыр­ки в раз­ные сто­ро­ны, вы­зы­вая в на­прав­ле­нии $x$ про­стран­ст­вен­ное раз­де­ле­ние за­ря­дов. Ес­ли кон­цы об­раз­ца замк­ну­ты, то в це­пи воз­ни­ка­ет ток $\boldsymbol j_x$, ес­ли ра­зомк­ну­ты, то – фо­то­эдс (см. Фо­то­галь­ва­ни­че­ский эф­фект).

В сла­бых маг­нит­ных по­лях эдс Ф. э. про­пор­цио­наль­на на­пря­жён­но­сти маг­нит­но­го по­ля $\boldsymbol H$ и ме­ня­ет знак при из­ме­не­нии на­прав­ле­ния $\boldsymbol H$ на про­ти­во­по­лож­ное (не­чёт­ный Ф. э.; от­крыт рос. фи­зи­ка­ми И. К. Ки­кои­ным и М. М. Нос­ко­вым в 1933).

Не­од­но­род­ность плот­но­сти то­ка при­во­дит на не­ко­рот­ко­замк­ну­том об­раз­це к цир­ку­ля­ции то­ка: ток вбли­зи ос­ве­щае­мой по­верх­но­сти те­чёт в од­ну сто­ро­ну, а в глу­би­не – в про­ти­во­по­лож­ную. В об­раз­це с ра­зомк­ну­ты­ми кон­так­та­ми пол­ный ток, про­те­каю­щий че­рез всё се­че­ние, ра­вен ну­лю.

При дей­ст­вии маг­нит­но­го по­ля на замк­ну­тый цир­ку­ли­рую­щий ток в об­раз­це, ко­гда на­прав­ле­ния $\boldsymbol H$ и диф­фу­зи­он­но­го по­то­ка из­бы­точ­ных но­си­те­лей при ос­ве­ще­нии об­раз­ца не пер­пен­ди­ку­ляр­ны друг дру­гу, в на­прав­ле­нии про­ек­ции $\boldsymbol H$ на плос­кость об­раз­ца воз­ни­ка­ет фо­то­эдс, не ме­няю­щая знак при из­ме­не­нии на­прав­ле­ния $\boldsymbol H$ на про­ти­во­по­лож­ное (чёт­ный Ф. э.; от­крыт И. К. Ки­кои­ным в 1934).

В мо­но­кри­стал­лич. по­лу­про­вод­ни­ках чёт­ный и не­чёт­ный эф­фек­ты ани­зо­троп­ны – ве­ли­чи­на и знак эдс за­ви­сят от вза­им­ной ори­ен­та­ции кри­стал­ло­гра­фич. осей и $\boldsymbol H$. Ис­сле­до­ва­ние ани­зо­тро­пии по­зво­ля­ет оп­ре­де­лить эф­фек­тив­ные мас­сы элек­тро­нов и ды­рок вдоль разл. кри­с­тал­ло­гра­фич. осей об­раз­ца.

Кро­ме обыч­но­го Ф. э., обу­слов­лен­но­го гра­ди­ен­том кон­цен­тра­ции из­бы­точ­ных но­си­те­лей за­ря­да, при температуpax ни­же 20 К из-за ра­зо­гре­ва но­си­те­лей па­даю­щим из­лу­че­ни­ем в об­раз­це воз­ни­ка­ет эдс, свя­зан­ная с гра­ди­ен­том тем­пе­ра­ту­ры (фо­то­тер­мо­маг­нит­ный эф­фект).

На ос­но­ве Ф. э. соз­да­ны на­дёж­ные ме­то­ды оп­ре­де­ле­ния вре­ме­ни жиз­ни, диф­фу­зи­он­ной дли­ны, ско­ро­сти по­верх­но­ст­ной ре­ком­би­на­ции не­рав­но­вес­ных но­си­те­лей за­ря­да, а так­же де­тек­то­ры из­лу­че­ния и маг­ни­то­мет­ры.