nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद. तुम्ही CSS साठी मर्यादित समर्थन असलेली ब्राउझर आवृत्ती वापरत आहात. सर्वोत्तम अनुभव मिळवण्यासाठी, आम्ही तुम्हाला अधिक अद्ययावत ब्राउझर वापरण्याची (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमधील कंपॅटिबिलिटी मोड बंद करण्याची) शिफारस करतो. दरम्यान, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही ही साइट स्टाईल्स आणि जावास्क्रिप्टशिवाय प्रदर्शित करत आहोत.
आम्ही YBa2Cu3O6.96 (YBCO) सिरॅमिकमध्ये ५० ते ३०० केल्विन तापमानादरम्यान निळ्या लेझरच्या प्रदीपनामुळे प्रेरित झालेल्या उल्लेखनीय फोटोव्होल्टेइक परिणामाची नोंद करत आहोत, जो थेट YBCO च्या अतिवाहकता आणि YBCO-धातू इलेक्ट्रोड इंटरफेसशी संबंधित आहे. जेव्हा YBCO अतिवाहक अवस्थेतून रोधक अवस्थेत संक्रमण करते, तेव्हा ओपन सर्किट व्होल्टेज Voc आणि शॉर्ट सर्किट करंट Isc यांच्या ध्रुवीयतेत उलटफेर होतो. आम्ही दाखवतो की अतिवाहक-सामान्य धातू इंटरफेसवर एक विद्युत विभव अस्तित्वात आहे, जे प्रकाश-प्रेरित इलेक्ट्रॉन-होल जोड्यांसाठी विभक्त करणारे बल प्रदान करते. जेव्हा YBCO अतिवाहक असते, तेव्हा हे इंटरफेस विभव YBCO पासून धातू इलेक्ट्रोडकडे निर्देशित होते आणि जेव्हा YBCO अ-अतिवाहक बनते, तेव्हा ते विरुद्ध दिशेने बदलते. या विभवाचे मूळ, जेव्हा YBCO अतिवाहक असते तेव्हा धातू-अतिवाहक इंटरफेसवरील प्रॉक्सिमिटी इफेक्टशी सहजपणे जोडले जाऊ शकते आणि ५०२ mW/cm2 च्या लेझर तीव्रतेसह ५० केल्विन तापमानावर त्याचे मूल्य अंदाजे ~१०–८ mV आहे. सामान्य अवस्थेतील पी-टाइप पदार्थ YBCO आणि एन-टाइप पदार्थ Ag-पेस्ट यांच्या संयोगातून एक क्वासी-पीएन जंक्शन तयार होते, जे उच्च तापमानावर YBCO सिरॅमिक्सच्या फोटोव्होल्टेइक वर्तनासाठी जबाबदार असते. आमचे निष्कर्ष फोटॉन-इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या नवीन उपयोगांसाठी मार्ग मोकळा करू शकतात आणि सुपरकंडक्टर-मेटल इंटरफेसवरील प्रॉक्सिमिटी इफेक्टवर अधिक प्रकाश टाकू शकतात.
उच्च तापमान सुपरकंडक्टर्समधील प्रकाश-प्रेरित व्होल्टेजची नोंद १९९० च्या दशकाच्या सुरुवातीला झाली आणि तेव्हापासून त्यावर मोठ्या प्रमाणावर संशोधन केले गेले आहे, तरीही त्याचे स्वरूप आणि कार्यप्रणाली अजूनही अनिश्चित आहे¹,²,³,⁴,⁵. विशेषतः, YBa₂Cu₃O₇-δ (YBCO) पातळ फिल्म्स⁶,⁷,⁸ यांचा त्यांच्या समायोजित करण्यायोग्य ऊर्जा अंतरामुळे⁹,¹⁰,¹¹,¹²,¹³ फोटोव्होल्टेइक (PV) सेलच्या स्वरूपात सखोल अभ्यास केला जातो. तथापि, सबस्ट्रेटच्या उच्च प्रतिरोधामुळे नेहमीच डिव्हाइसची रूपांतरण कार्यक्षमता कमी होते आणि YBCO चे प्राथमिक PV गुणधर्म झाकले जातात⁸. येथे आम्ही YBa₂Cu₃O₆.⁹⁶ (YBCO) सिरॅमिकमध्ये ५० ते ३०० K (Tc ~ ९० K) दरम्यान निळ्या-लेझर (λ = ४५० nm) प्रदीपनाद्वारे प्रेरित उल्लेखनीय फोटोव्होल्टेइक परिणामाची नोंद करत आहोत. आम्ही दाखवतो की हा PV परिणाम थेट YBCO च्या सुपरकंडक्टिव्हिटीशी आणि YBCO-मेटॅलिक इलेक्ट्रोड इंटरफेसच्या स्वरूपाशी संबंधित आहे. जेव्हा YBCO अतिवाहक अवस्थेतून रोधक अवस्थेत संक्रमण करते, तेव्हा ओपन सर्किट व्होल्टेज Voc आणि शॉर्ट सर्किट करंट Isc यांच्या ध्रुवीयतेत उलटफेर होतो. असे प्रस्तावित आहे की अतिवाहक-सामान्य धातू इंटरफेसवर एक विद्युत विभव अस्तित्वात असतो, जो प्रकाश-प्रेरित इलेक्ट्रॉन-होल जोड्यांसाठी विभक्त करणारे बल प्रदान करतो. जेव्हा YBCO अतिवाहक असते, तेव्हा हा इंटरफेस विभव YBCO पासून धातूच्या इलेक्ट्रोडकडे निर्देशित होतो आणि जेव्हा नमुना गैर-अतिवाहक बनतो, तेव्हा तो विरुद्ध दिशेने वळतो. जेव्हा YBCO अतिवाहक असते, तेव्हा या विभवाचे मूळ नैसर्गिकरित्या धातू-अतिवाहक इंटरफेसवरील प्रॉक्सिमिटी इफेक्ट¹⁴,¹⁵,¹⁶,¹⁷ शी संबंधित असू शकते आणि ५०२ mW/cm² च्या लेझर तीव्रतेसह ५० K तापमानावर त्याचे मूल्य ~१०⁻⁸ mV असल्याचा अंदाज आहे. सामान्य अवस्थेतील p-प्रकारचा पदार्थ YBCO आणि n-प्रकारचा पदार्थ Ag-पेस्ट यांच्या संयोगाने, बहुधा, एक क्वासी-pn जंक्शन तयार होते, जे उच्च तापमानावर YBCO सिरॅमिक्सच्या PV वर्तनासाठी जबाबदार असते. आमच्या निरीक्षणांमुळे उच्च तापमान सुपरकंडक्टिंग YBCO सिरॅमिक्समधील PV प्रभावाच्या उगमावर अधिक प्रकाश पडतो आणि फास्ट पॅसिव्ह लाईट डिटेक्टर इत्यादींसारख्या ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये त्याच्या वापराचा मार्ग मोकळा होतो.
आकृती 1a–c मध्ये 50 K तापमानावर YBCO सिरॅमिक नमुन्याची IV वैशिष्ट्ये दर्शविली आहेत. प्रकाशझोत नसताना, बदलत्या प्रवाहाबरोबर नमुन्यावरील व्होल्टेज शून्य राहते, जे एका अतिवाहक पदार्थाकडून अपेक्षित असते. जेव्हा लेझर किरण कॅथोडवर टाकला जातो तेव्हा स्पष्ट फोटोव्होल्टेइक परिणाम दिसून येतो (आकृती 1a): I-अक्षाला समांतर असलेले IV वक्र लेझरची तीव्रता वाढल्याने खाली सरकतात. हे स्पष्ट आहे की कोणताही प्रवाह नसतानाही एक नकारात्मक फोटो-प्रेरित व्होल्टेज (ज्याला अनेकदा ओपन सर्किट व्होल्टेज Voc म्हणतात) अस्तित्वात आहे. IV वक्राचा शून्य उतार हे दर्शवतो की लेझर प्रकाशझोताखालीही नमुना अतिवाहक आहे.
(a–c) आणि ३०० K (e–g). निर्वात पोकळीत विद्युत प्रवाह -१० mA पासून +१० mA पर्यंत बदलून V(I) ची मूल्ये मिळवली गेली. स्पष्टतेसाठी प्रायोगिक माहितीचा केवळ काही भाग सादर केला आहे. a, कॅथोडवर लेझर स्पॉट ठेवून मोजलेली YBCO ची विद्युत प्रवाह-व्होल्टेज वैशिष्ट्ये (i). सर्व IV वक्र आडव्या सरळ रेषा आहेत, जे दर्शवतात की लेझर किरणांच्या संपर्कात आल्यावरही नमुना अतिवाहक आहे. लेझरची तीव्रता वाढल्याने वक्र खाली सरकतो, जे दर्शवते की शून्य विद्युत प्रवाह असतानाही दोन व्होल्टेज लीड्समध्ये एक ऋण विभव (Voc) अस्तित्वात आहे. जेव्हा लेझर नमुन्याच्या मध्यभागी ५० K (b) किंवा ३०० K (f) तापमानावर निर्देशित केला जातो, तेव्हा IV वक्र अपरिवर्तित राहतात. ॲनोडवर प्रकाश टाकला जातो तेव्हा आडवी रेषा वर सरकते (c). ५० K तापमानावर धातू-अतिवाहक जंक्शनचे एक योजनाबद्ध मॉडेल d मध्ये दाखवले आहे. कॅथोड आणि ॲनोडवर लेझर बीम रोखून ३०० K तापमानावर मोजलेली सामान्य अवस्थेतील YBCO ची विद्युत प्रवाह-व्होल्टेज वैशिष्ट्ये अनुक्रमे e आणि g मध्ये दिली आहेत. ५० K तापमानावरील निकालांच्या विपरीत, सरळ रेषांचा शून्येतर उतार हे दर्शवतो की YBCO सामान्य अवस्थेत आहे; Voc ची मूल्ये प्रकाशाच्या तीव्रतेनुसार विरुद्ध दिशेने बदलतात, जे एक वेगळी चार्ज विलगीकरण यंत्रणा दर्शवते. ३०० K तापमानावर एक संभाव्य इंटरफेस संरचना hj मध्ये दर्शविली आहे. लीड्ससह नमुन्याचे वास्तविक चित्र.
अतिवाहक अवस्थेतील ऑक्सिजन-समृद्ध YBCO त्याच्या अत्यंत लहान ऊर्जा अंतरामुळे (Eg)9,10 सूर्यप्रकाशाचा जवळजवळ संपूर्ण वर्णपट शोषून घेऊ शकते, ज्यामुळे इलेक्ट्रॉन-होल जोड्या (e–h) तयार होतात. फोटॉनच्या शोषणाने ओपन सर्किट व्होल्टेज Voc निर्माण करण्यासाठी, पुनर्संयोजन होण्यापूर्वी प्रकाश-निर्मित e-h जोड्यांना अवकाशीयदृष्ट्या वेगळे करणे आवश्यक आहे18. आकृती 1i मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, कॅथोड आणि ॲनोडच्या सापेक्ष नकारात्मक Voc हे सूचित करते की धातू-अतिवाहक इंटरफेसवर एक विद्युत विभव अस्तित्वात आहे, जे इलेक्ट्रॉनला ॲनोडकडे आणि होलला कॅथोडकडे ढकलते. जर असे असेल, तर अतिवाहकाकडून ॲनोडवरील धातूच्या इलेक्ट्रोडकडे निर्देशित होणारे विभव देखील असले पाहिजे. परिणामी, जर ॲनोडजवळील नमुन्याचा भाग प्रकाशित केला गेला, तर सकारात्मक Voc प्राप्त होईल. शिवाय, जेव्हा लेझर स्पॉट इलेक्ट्रोडपासून दूर असलेल्या भागांवर निर्देशित केला जातो, तेव्हा कोणतेही प्रकाश-प्रेरित व्होल्टेज नसावेत. आकृती 1b,c! वरून पाहिल्याप्रमाणे हे निश्चितपणे घडते.
जेव्हा प्रकाशबिंदू कॅथोड इलेक्ट्रोडपासून नमुन्याच्या केंद्राकडे (इंटरफेसपासून सुमारे १.२५ मिमी अंतरावर) सरकतो, तेव्हा उपलब्ध असलेल्या कमाल मूल्यापर्यंत लेझरची तीव्रता वाढवल्यावर IV वक्रांमध्ये कोणताही बदल आणि Voc दिसून येत नाही (आकृती १ब). साहजिकच, या परिणामाचे श्रेय प्रकाश-प्रेरित वाहकांच्या मर्यादित आयुर्मानाला आणि नमुन्यातील विभक्त करणाऱ्या शक्तीच्या अभावाला दिले जाऊ शकते. जेव्हाही नमुन्यावर प्रकाश टाकला जातो, तेव्हा इलेक्ट्रॉन-होल जोड्या तयार होऊ शकतात, परंतु जर लेझरचा ठिपका कोणत्याही इलेक्ट्रोडपासून दूर असलेल्या भागांवर पडला, तर बहुतेक e–h जोड्या नष्ट होतात आणि कोणताही फोटोव्होल्टेइक परिणाम दिसून येत नाही. लेझरचा ठिपका ॲनोड इलेक्ट्रोडकडे हलवल्यावर, I-अक्षाला समांतर असलेले IV वक्र लेझरची तीव्रता वाढल्याने वरच्या दिशेने सरकतात (आकृती १क). ॲनोडवरील मेटल-सुपरकंडक्टर जंक्शनमध्ये असेच अंगभूत विद्युत क्षेत्र अस्तित्वात असते. तथापि, यावेळी धातूचा इलेक्ट्रोड चाचणी प्रणालीच्या पॉझिटिव्ह लीडला जोडलेला असतो. लेझरद्वारे तयार झालेले होल्स ॲनोड लीडकडे ढकलले जातात आणि त्यामुळे पॉझिटिव्ह Voc दिसून येतो. येथे सादर केलेले निष्कर्ष या गोष्टीचा सबळ पुरावा देतात की, सुपरकंडक्टरपासून धातूच्या इलेक्ट्रोडकडे निर्देशित होणारे एक इंटरफेस पोटेन्शियल खरोखरच अस्तित्वात आहे.
YBa2Cu3O6.96 सिरॅमिक्समधील ३०० K तापमानावरचा फोटोव्होल्टेइक परिणाम आकृती १e–g मध्ये दाखवला आहे. प्रकाशझोत नसताना, नमुन्याचा IV वक्र हा आरंभबिंदूतून जाणारी एक सरळ रेषा असतो. कॅथोड लीड्सवर पडणाऱ्या लेझरची तीव्रता वाढल्यास, ही सरळ रेषा मूळ रेषेला समांतर वरच्या दिशेने सरकते (आकृती १e). फोटोव्होल्टेइक उपकरणासाठी दोन महत्त्वाच्या मर्यादित अवस्था आहेत. शॉर्ट-सर्किटची स्थिती तेव्हा उद्भवते जेव्हा V = 0 असतो. या स्थितीतील प्रवाहा (करंट) ला शॉर्ट सर्किट करंट (Isc) असे म्हणतात. दुसरी मर्यादित अवस्था म्हणजे ओपन-सर्किटची स्थिती (Voc), जी तेव्हा उद्भवते जेव्हा R→∞ किंवा प्रवाह शून्य असतो. आकृती १e स्पष्टपणे दाखवते की, ५० K तापमानावर मिळालेल्या परिणामाच्या विपरीत, Voc धन (पॉझिटिव्ह) आहे आणि प्रकाशाची तीव्रता वाढल्याने तो वाढतो; तर दुसरीकडे, ऋण (निगेटिव्ह) Isc प्रकाशाच्या तीव्रतेनुसार वाढताना दिसतो, जे सामान्य सौर पेशींचे (सोलर सेल्स) एक वैशिष्ट्यपूर्ण वर्तन आहे.
त्याचप्रमाणे, जेव्हा लेझर बीम इलेक्ट्रोडपासून दूर असलेल्या भागांवर निर्देशित केला जातो, तेव्हा V(I) वक्र लेझरच्या तीव्रतेवर अवलंबून नसतो आणि कोणताही फोटोव्होल्टेइक परिणाम दिसून येत नाही (आकृती 1f). 50 K वरील मोजमापाप्रमाणेच, जेव्हा ॲनोड इलेक्ट्रोडवर किरणोत्सर्ग केला जातो, तेव्हा IV वक्र विरुद्ध दिशेने सरकतात (आकृती 1g). या YBCO-Ag पेस्ट प्रणालीसाठी 300 K तापमानावर, नमुन्याच्या वेगवेगळ्या ठिकाणी लेझरचा किरणोत्सर्ग करून मिळालेले हे सर्व परिणाम, 50 K वर आढळलेल्या इंटरफेस पोटेन्शिअलच्या विरुद्ध असलेल्या पोटेन्शिअलशी सुसंगत आहेत.
अतिवाहक YBCO मध्ये, त्याच्या संक्रमण तापमान Tc च्या खाली बहुतेक इलेक्ट्रॉन कूपर जोड्यांमध्ये संघनित होतात. तर धातूच्या इलेक्ट्रोडमध्ये, सर्व इलेक्ट्रॉन एकवचनी स्वरूपात राहतात. धातू-अतिवाहक इंटरफेसच्या परिसरात एकवचनी इलेक्ट्रॉन आणि कूपर जोड्या या दोन्हींसाठी एक मोठा घनता प्रवणता (density gradient) असतो. धातूच्या पदार्थातील बहुसंख्य-वाहक एकवचनी इलेक्ट्रॉन अतिवाहक क्षेत्रात विसरित होतात, तर YBCO क्षेत्रातील बहुसंख्य-वाहक कूपर-जोड्या धातूच्या क्षेत्रात विसरित होतात. एकवचनी इलेक्ट्रॉनपेक्षा जास्त प्रभार आणि जास्त गतिशीलता असलेल्या कूपर जोड्या YBCO मधून धातूच्या क्षेत्रात विसरित होत असताना, धनप्रभारित अणू मागे राहतात, ज्यामुळे स्पेस चार्ज क्षेत्रात एक विद्युत क्षेत्र निर्माण होते. या विद्युत क्षेत्राची दिशा आकृती १d मध्ये दर्शविली आहे. स्पेस चार्ज क्षेत्राजवळ आपाती फोटॉन प्रदीपनामुळे इलेक्ट्रॉन जोड्या तयार होऊ शकतात, ज्या वेगळ्या होऊन बाहेर वाहून नेल्या जातील आणि रिव्हर्स-बायस दिशेने फोटोकरंट निर्माण करतील. जसे इलेक्ट्रॉन अंगभूत विद्युत क्षेत्रातून बाहेर पडतात, तसे ते जोड्यांमध्ये संघनित होतात आणि कोणत्याही प्रतिकाराशिवाय दुसऱ्या इलेक्ट्रोडकडे वाहतात. या प्रकरणात, Voc पूर्व-निर्धारित ध्रुवीयतेच्या विरुद्ध असतो आणि जेव्हा लेझर बीम नकारात्मक इलेक्ट्रोडच्या सभोवतालच्या क्षेत्राकडे निर्देशित केला जातो तेव्हा नकारात्मक मूल्य दर्शवितो. Voc च्या मूल्यावरून, इंटरफेसवरील संभाव्यतेचा अंदाज लावला जाऊ शकतो: दोन व्होल्टेज लीड्समधील अंतर d हे ~5 × 10−3 m आहे, मेटल-सुपरकंडक्टर इंटरफेसची जाडी, di, ही YBCO सुपरकंडक्टरच्या सुसंगत लांबीच्या (~1 nm)19,20 समान परिमाणाची असावी, Voc = 0.03 mV चे मूल्य घेतल्यास, 50 K तापमानावर आणि 502 mW/cm2 च्या लेझर तीव्रतेसह मेटल-सुपरकंडक्टर इंटरफेसवरील संभाव्यता Vms चे मूल्य समीकरण वापरून ~10−11 V असल्याचे मूल्यांकन केले जाते,
आम्ही येथे यावर जोर देऊ इच्छितो की फोटो-प्रेरित व्होल्टेजचे स्पष्टीकरण फोटो थर्मल प्रभावाने देता येत नाही. हे प्रायोगिकरित्या सिद्ध झाले आहे की सुपरकंडक्टर YBCO चा सीबेक गुणांक Ss = 0.21 आहे. तांब्याच्या लीड वायर्ससाठी सीबेक गुणांक SCu = 0.34–1.15 μV/K3 या श्रेणीत आहे. 50 K वर उपलब्ध असलेल्या कमाल लेझर तीव्रतेसह, लेझर स्पॉटवरील तांब्याच्या तारेचे तापमान 0.06 K इतक्या कमी प्रमाणात वाढवता येते. यामुळे 6.9 × 10−8 V इतके थर्मोइलेक्ट्रिक पोटेन्शिअल निर्माण होऊ शकते, जे आकृती 1 (a) मध्ये मिळालेल्या Voc पेक्षा तीन पटीने लहान आहे. हे स्पष्ट आहे की प्रायोगिक परिणामांचे स्पष्टीकरण देण्यासाठी थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव खूपच लहान आहे. वास्तविक पाहता, लेझर किरणोत्सर्गामुळे होणारा तापमानातील बदल एका मिनिटापेक्षा कमी वेळात नाहीसा होईल, त्यामुळे थर्मल प्रभावाचे योगदान सुरक्षितपणे दुर्लक्षित केले जाऊ शकते.
सामान्य तापमानावर YBCO चा हा फोटोव्होल्टेइक परिणाम हे दर्शवतो की येथे एक वेगळी चार्ज विभक्त करण्याची यंत्रणा कार्यरत आहे. सामान्य अवस्थेत सुपरकंडक्टिंग YBCO हे एक पी-टाइप मटेरियल आहे ज्यामध्ये होल्स चार्ज कॅरियर म्हणून काम करतात²²,²³, तर मेटॅलिक Ag-पेस्टमध्ये एन-टाइप मटेरियलची वैशिष्ट्ये असतात. पीएन जंक्शनप्रमाणेच, सिल्व्हर पेस्टमधील इलेक्ट्रॉन्स आणि YBCO सिरॅमिकमधील होल्सच्या प्रसारामुळे इंटरफेसवर YBCO सिरॅमिककडे निर्देशित होणारे एक अंतर्गत विद्युत क्षेत्र तयार होते (आकृती 1h). हेच अंतर्गत क्षेत्र विभक्त करणारे बल प्रदान करते आणि त्यामुळे सामान्य तापमानावर YBCO-Ag पेस्ट प्रणालीसाठी पॉझिटिव्ह Voc आणि निगेटिव्ह Isc निर्माण होते, जसे आकृती 1e मध्ये दाखवले आहे. याव्यतिरिक्त, Ag-YBCO एक पी-टाइप शोटकी जंक्शन तयार करू शकते, ज्यामुळे वर सादर केलेल्या मॉडेलप्रमाणेच समान ध्रुवीयतेसह इंटरफेस पोटेन्शिअल निर्माण होते²⁴.
YBCO च्या अतिवाहक संक्रमणादरम्यान फोटोव्होल्टेइक गुणधर्मांच्या सविस्तर उत्क्रांती प्रक्रियेचा अभ्यास करण्यासाठी, कॅथोड इलेक्ट्रोडवर निवडक लेझर तीव्रतेने प्रकाश टाकून ८० K तापमानावर नमुन्याचे IV वक्र मोजण्यात आले (आकृती २). लेझर किरणांशिवाय, प्रवाहाची पर्वा न करता नमुन्यावरील व्होल्टेज शून्य राहते, जे ८० K तापमानावर नमुन्याची अतिवाहक अवस्था दर्शवते (आकृती २अ). ५० K तापमानावर मिळालेल्या माहितीप्रमाणेच, I-अक्षाला समांतर असलेले IV वक्र, Pc हे क्रांतिक मूल्य गाठेपर्यंत वाढत्या लेझर तीव्रतेनुसार खाली सरकतात. या क्रांतिक लेझर तीव्रतेच्या (Pc) वर, अतिवाहकाचे अतिवाहक अवस्थेतून रोधक अवस्थेत संक्रमण होते; अतिवाहकामध्ये रोध निर्माण झाल्यामुळे व्होल्टेज प्रवाहाबरोबर वाढू लागते. परिणामी, IV वक्र I-अक्ष आणि V-अक्षाला छेदू लागतो, ज्यामुळे सुरुवातीला Voc ऋणात्मक आणि Isc धनात्मक होतो. आता नमुना एका विशेष अवस्थेत असल्याचे दिसते, ज्यात Voc आणि Isc ची ध्रुवीयता प्रकाशाच्या तीव्रतेसाठी अत्यंत संवेदनशील असते; प्रकाशाच्या तीव्रतेत अगदी थोडी वाढ झाल्यावर, Isc धन मूल्यावरून ऋण मूल्यात आणि Voc ऋण मूल्यावरून धन मूल्यात रूपांतरित होतो, आणि तो मूळ बिंदूतून जातो (फोटोव्होल्टेइक गुणधर्मांची, विशेषतः Isc च्या मूल्याची, प्रकाश प्रदीपनाप्रती असलेली उच्च संवेदनशीलता आकृती २ब मध्ये अधिक स्पष्टपणे पाहता येते). उपलब्ध असलेल्या सर्वोच्च लेझर तीव्रतेवर, IV वक्र एकमेकांना समांतर असण्याचा कल असतो, जे YBCO नमुन्याची सामान्य स्थिती दर्शवते.
लेझर स्पॉटचे केंद्र कॅथोड इलेक्ट्रोडच्या भोवती स्थित असते (आकृती १i पहा). अ, वेगवेगळ्या लेझर तीव्रतेने किरणोत्सर्जित केलेल्या YBCO चे IV वक्र. ब (वर), ओपन सर्किट व्होल्टेज Voc आणि शॉर्ट सर्किट करंट Isc यांचे लेझर तीव्रतेवरील अवलंबित्व. कमी प्रकाश तीव्रतेवर (< 110 mW/cm2) Isc ची मूल्ये मिळवता येत नाहीत, कारण जेव्हा नमुना सुपरकंडक्टिंग अवस्थेत असतो, तेव्हा IV वक्र I-अक्षाला समांतर असतात. ब (खाली), लेझर तीव्रतेनुसार विभेदक रोध.
८० केल्विन तापमानावर Voc आणि Isc ची लेझर तीव्रतेवरील अवलंबित्व आकृती २ब (वर) मध्ये दाखवले आहे. प्रकाश तीव्रतेच्या तीन क्षेत्रांमध्ये फोटोव्होल्टेइक गुणधर्मांवर चर्चा करता येते. पहिले क्षेत्र ० आणि Pc च्या दरम्यान आहे, ज्यामध्ये YBCO अतिवाहक असते, Voc ऋणात्मक असतो आणि प्रकाश तीव्रतेनुसार कमी होतो (निरपेक्ष मूल्य वाढते) आणि Pc वर किमान मूल्य गाठतो. दुसरे क्षेत्र Pc पासून दुसऱ्या क्रांतिक तीव्रता P0 पर्यंत आहे, ज्यामध्ये वाढत्या प्रकाश तीव्रतेनुसार Voc वाढतो तर Isc कमी होतो आणि दोन्ही P0 वर शून्य होतात. तिसरे क्षेत्र P0 च्या वर YBCO ची सामान्य अवस्था येईपर्यंत आहे. जरी Voc आणि Isc दोन्ही क्षेत्र २ प्रमाणेच प्रकाश तीव्रतेनुसार बदलत असले तरी, क्रांतिक तीव्रता P0 च्या वर त्यांची ध्रुवीयता विरुद्ध असते. P0 चे महत्त्व यात आहे की या विशिष्ट बिंदूवर कोणताही फोटोव्होल्टेइक परिणाम होत नाही आणि चार्ज विभक्त होण्याची यंत्रणा गुणात्मकदृष्ट्या बदलते. YBCO नमुना प्रकाश तीव्रतेच्या या श्रेणीत अ-अतिवाहक बनतो, परंतु सामान्य अवस्था अद्याप गाठली गेलेली नसते.
स्पष्टपणे, प्रणालीची फोटोव्होल्टेइक वैशिष्ट्ये YBCO च्या अतिवाहकता आणि तिच्या अतिवाहक संक्रमणाशी जवळून संबंधित आहेत. YBCO चा विभेदक रोध, dV/dI, लेझर तीव्रतेचे कार्य म्हणून आकृती 2b (तळाशी) मध्ये दर्शविला आहे. पूर्वी नमूद केल्याप्रमाणे, कूपर जोडीच्या प्रसारामुळे इंटरफेसमध्ये तयार होणारे विद्युत विभव हे अतिवाहकाकडून धातूकडे निर्देशित होते. 50 K वर निरीक्षण केल्याप्रमाणे, लेझर तीव्रता 0 ते Pc पर्यंत वाढवल्याने फोटोव्होल्टेइक प्रभाव वाढतो. जेव्हा लेझर तीव्रता Pc पेक्षा किंचित जास्त मूल्यावर पोहोचते, तेव्हा IV वक्र झुकू लागतो आणि नमुन्याचा रोध दिसू लागतो, परंतु इंटरफेस विभवची ध्रुवीयता अद्याप बदललेली नसते. दृश्यमान किंवा नियर-IR प्रदेशात अतिवाहकतेवरील ऑप्टिकल उत्तेजनाचा प्रभाव तपासला गेला आहे. जरी मूलभूत प्रक्रिया कूपर जोड्या तोडणे आणि अतिवाहकता नष्ट करणे ही असली तरी25,26, काही प्रकरणांमध्ये अतिवाहकता संक्रमण वाढवता येते27,28,29, अगदी अतिवाहकतेचे नवीन टप्पे देखील प्रेरित केले जाऊ शकतात30. Pc बिंदूवर अतिवाहकता नसण्याचे कारण प्रकाश-प्रेरित जोडी-भंग (photo-induced pair breaking) असू शकते. P0 बिंदूवर, इंटरफेसवरील विभव शून्य होते, जे दर्शवते की प्रकाशाच्या या विशिष्ट तीव्रतेखाली इंटरफेसच्या दोन्ही बाजूंची चार्ज घनता समान पातळीवर पोहोचते. लेझरची तीव्रता आणखी वाढवल्यास अधिक कूपर जोड्या नष्ट होतात आणि YBCO हळूहळू पुन्हा पी-टाइप पदार्थात रूपांतरित होते. इलेक्ट्रॉन आणि कूपर जोडीच्या विसरणाऐवजी, इंटरफेसचे वैशिष्ट्य आता इलेक्ट्रॉन आणि होलच्या विसरणाद्वारे निर्धारित केले जाते, ज्यामुळे इंटरफेसमधील विद्युत क्षेत्राच्या ध्रुवीयतेत उलटफेर होतो आणि परिणामी Voc धन (positive) होतो (आकृती 1d,h ची तुलना करा). खूप जास्त लेझर तीव्रतेवर, YBCO चा विभेदक रोध (differential resistance) सामान्य स्थितीशी संबंधित मूल्यापर्यंत स्थिर होतो आणि Voc व Isc दोन्ही लेझर तीव्रतेनुसार रेषीयपणे बदलू लागतात (आकृती 2b). या निरीक्षणावरून असे दिसून येते की सामान्य स्थितीतील YBCO वर लेझर किरणोत्सर्ग केल्यास त्याची रोधकता आणि अतिवाहक-धातू इंटरफेसचे वैशिष्ट्य बदलणार नाही, तर केवळ इलेक्ट्रॉन-होल जोड्यांची घनता वाढेल.
फोटोव्होल्टेइक गुणधर्मांवर तापमानाचा होणारा परिणाम तपासण्यासाठी, मेटल-सुपरकंडक्टर प्रणालीवर कॅथोडवर ५०२ mW/cm² तीव्रतेच्या निळ्या लेसरचा मारा करण्यात आला. ५० ते ३०० K दरम्यान निवडक तापमानांवर मिळवलेले IV वक्र आकृती ३अ मध्ये दिले आहेत. या IV वक्रांवरून ओपन सर्किट व्होल्टेज Voc, शॉर्ट सर्किट करंट Isc आणि डिफरेंशियल रेझिस्टन्स मिळवता येतात आणि ते आकृती ३ब मध्ये दाखवले आहेत. प्रकाशाच्या अनुपस्थितीत, वेगवेगळ्या तापमानांवर मोजलेले सर्व IV वक्र अपेक्षेप्रमाणे मूळ बिंदूतून जातात (आकृती ३अ चा इनसेट). जेव्हा प्रणालीवर तुलनेने तीव्र लेसर बीम (५०२ mW/cm²) टाकला जातो, तेव्हा वाढत्या तापमानानुसार IV वैशिष्ट्यांमध्ये लक्षणीय बदल होतो. कमी तापमानात, IV वक्र हे I-अक्षाला समांतर असलेल्या सरळ रेषा असतात आणि Voc ची मूल्ये ऋण असतात. हा वक्र वाढत्या तापमानानुसार वरच्या दिशेने सरकतो आणि क्रांतिक तापमान Tcp वर हळूहळू शून्येतर उतार असलेल्या रेषेत बदलतो (आकृती ३अ (वर)). असे दिसते की सर्व IV वैशिष्ट्यपूर्ण वक्र तिसऱ्या चतुर्थांशातील एका बिंदूभोवती फिरतात. Voc नकारात्मक मूल्यापासून सकारात्मक मूल्यापर्यंत वाढतो, तर Isc सकारात्मक मूल्यापासून नकारात्मक मूल्यापर्यंत कमी होतो. YBCO च्या मूळ अतिवाहक संक्रमण तापमान Tc च्या वर, IV वक्र तापमानानुसार बऱ्यापैकी वेगळ्या प्रकारे बदलतो (आकृती 3a चा तळभाग). पहिले म्हणजे, IV वक्रांचे परिभ्रमण केंद्र पहिल्या चतुर्थांशात सरकते. दुसरे म्हणजे, वाढत्या तापमानानुसार Voc कमी होत राहतो आणि Isc वाढत राहतो (आकृती 3b चा वरचा भाग). तिसरे म्हणजे, IV वक्रांचा उतार तापमानानुसार रेषीय पद्धतीने वाढतो, ज्यामुळे YBCO साठी रोधाचा सकारात्मक तापमान गुणांक मिळतो (आकृती 3b चा तळभाग).
502 mW/cm2 लेसर प्रकाशझोताखाली YBCO-Ag पेस्ट प्रणालीच्या फोटोव्होल्टेइक वैशिष्ट्यांचे तापमान अवलंबित्व.
लेझर स्पॉटचे केंद्र कॅथोड इलेक्ट्रोडच्या भोवती स्थित आहे (आकृती 1i पहा). a, अनुक्रमे 5 K आणि 20 K च्या तापमान वाढीसह 50 ते 90 K (वर) आणि 100 ते 300 K (खाली) पर्यंत मिळवलेले IV वक्र. इनसेट a अंधारात अनेक तापमानांवरील IV वैशिष्ट्ये दर्शवते. सर्व वक्र मूळ बिंदूतून जातात. b, YBCO चा ओपन सर्किट व्होल्टेज Voc आणि शॉर्ट सर्किट करंट Isc (वर) आणि डिफरेंशियल रेझिस्टन्स, dV/dI (खाली), तापमानाचे कार्य म्हणून. शून्य रेझिस्टन्स सुपरकंडक्टिंग संक्रमण तापमान Tcp दिलेले नाही कारण ते Tc0 च्या खूप जवळ आहे.
आकृती ३ब वरून तीन क्रांतिक तापमान ओळखता येतात: Tcp, ज्याच्या वर YBCO अ-अतिवाहक बनते; Tc0, ज्यावर Voc आणि Isc दोन्ही शून्य होतात आणि Tc, लेझर किरणांशिवाय YBCO चे मूळ अतिवाहक संक्रमण तापमान. Tcp ~ ५५ K च्या खाली, लेझर किरणोत्सर्जित YBCO कूपर जोड्यांच्या तुलनेने उच्च सांद्रतेसह अतिवाहक अवस्थेत असते. लेझर किरणांचा परिणाम म्हणजे फोटोव्होल्टेइक व्होल्टेज आणि करंट निर्माण करण्याव्यतिरिक्त, कूपर जोड्यांची सांद्रता कमी करून शून्य प्रतिरोध अतिवाहक संक्रमण तापमान ८९ K वरून ~५५ K पर्यंत (आकृती ३ब चा तळ) कमी करणे. तापमान वाढल्याने कूपर जोड्या देखील तुटतात, ज्यामुळे इंटरफेसमध्ये कमी पोटेन्शिअल निर्माण होते. परिणामी, लेझर प्रदीपनाची तीव्रता समान असली तरी, Voc चे निरपेक्ष मूल्य कमी होईल. तापमानात आणखी वाढ झाल्यावर इंटरफेस पोटेन्शिअल अधिकाधिक कमी होत जाईल आणि Tc0 वर शून्य होईल. या विशिष्ट बिंदूवर कोणताही फोटोव्होल्टेइक परिणाम दिसून येत नाही, कारण प्रकाश-प्रेरित इलेक्ट्रॉन-होल जोड्यांना वेगळे करण्यासाठी कोणतेही अंतर्गत क्षेत्र नसते. या क्रांतिक तापमानाच्या वर विभवाचे ध्रुवीय व्युत्क्रमण होते, कारण Ag पेस्टमधील मुक्त प्रभार घनता YBCO पेक्षा जास्त असते, जी हळूहळू p-प्रकारच्या पदार्थात परत रूपांतरित होते. येथे आम्ही यावर जोर देऊ इच्छितो की, संक्रमणाचे कारण काहीही असले तरी, शून्य प्रतिरोध अतिवाहक संक्रमणाच्या लगेच नंतर Voc आणि Isc चे ध्रुवीय व्युत्क्रमण होते. हे निरीक्षण, धातू-अतिवाहक आंतरपृष्ठ विभवाशी संबंधित अतिवाहकता आणि फोटोव्होल्टेइक परिणामांमधील सहसंबंध प्रथमच स्पष्टपणे प्रकट करते. अतिवाहक-सामान्य धातू आंतरपृष्ठावरील या विभवाचे स्वरूप गेल्या अनेक दशकांपासून संशोधनाचा केंद्रबिंदू राहिले आहे, परंतु अजूनही अनेक प्रश्नांची उत्तरे मिळणे बाकी आहे. फोटोव्होल्टेइक परिणामाचे मापन हे या महत्त्वपूर्ण विभवाचे तपशील (जसे की त्याची तीव्रता आणि ध्रुवीयता इत्यादी) शोधण्यासाठी एक प्रभावी पद्धत ठरू शकते आणि त्यामुळे उच्च तापमान अतिवाहक सान्निध्य परिणामावर प्रकाश टाकता येईल.
Tc0 पासून Tc पर्यंत तापमानात आणखी वाढ झाल्यामुळे कूपर जोड्यांची घनता कमी होते आणि इंटरफेस पोटेन्शिअलमध्ये वाढ होते, परिणामी Voc वाढतो. Tc वर कूपर जोड्यांची घनता शून्य होते आणि इंटरफेसवरील बिल्ड-इन पोटेन्शिअल कमाल पातळीवर पोहोचते, ज्यामुळे Voc कमाल आणि Isc किमान होतो. या तापमान श्रेणीमध्ये Voc आणि Isc (निरपेक्ष मूल्य) मध्ये होणारी जलद वाढ ही सुपरकंडक्टिंग संक्रमणाशी संबंधित आहे, जे 502 mW/cm2 तीव्रतेच्या लेझर किरणांमुळे ΔT ~ 3 K पासून ~34 K पर्यंत विस्तारते (आकृती 3b). Tc वरील सामान्य स्थितींमध्ये, ओपन सर्किट व्होल्टेज Voc तापमानानुसार कमी होतो (आकृती 3b चा वरचा भाग), जो pn जंक्शनवर आधारित सामान्य सौर पेशींमधील Voc च्या रेषीय वर्तनासारखाच आहे³¹,³²,³³. जरी तापमानानुसार Voc चा बदलण्याचा दर (−dVoc/dT), जो लेझरच्या तीव्रतेवर मोठ्या प्रमाणात अवलंबून असतो, सामान्य सौर पेशींच्या तुलनेत खूपच कमी असला तरी, YBCO-Ag जंक्शनसाठी Voc चा तापमान गुणांक सौर पेशींच्या तापमान गुणांकाच्या समान परिमाणाचा आहे. सामान्य सौर पेशी उपकरणातील pn जंक्शनचा लीकेज करंट वाढत्या तापमानानुसार वाढतो, ज्यामुळे तापमान वाढल्याने Voc मध्ये घट होते. या Ag-सुपरकंडक्टर प्रणालीसाठी निरीक्षण केलेल्या रेषीय IV वक्रांमुळे, प्रथम म्हणजे अत्यंत कमी इंटरफेस पोटेन्शिअल आणि दुसरे म्हणजे दोन हेटरोजंक्शनच्या बॅक-टू-बॅक जोडणीमुळे, लीकेज करंट निश्चित करणे कठीण होते. तरीही, असे दिसते की लीकेज करंटचे हेच तापमान अवलंबित्व आमच्या प्रयोगात निरीक्षण केलेल्या Voc च्या वर्तनासाठी जबाबदार आहे. व्याख्येनुसार, Isc हा तो करंट आहे जो Voc ची भरपाई करण्यासाठी नकारात्मक व्होल्टेज निर्माण करण्यासाठी आवश्यक असतो, जेणेकरून एकूण व्होल्टेज शून्य होईल. तापमान वाढल्याने, Voc कमी होतो, ज्यामुळे नकारात्मक व्होल्टेज निर्माण करण्यासाठी कमी करंटची आवश्यकता असते. शिवाय, Tc च्या वर YBCO चा रोध तापमानानुसार रेषीयपणे वाढतो (आकृती 3b च्या तळाशी), ज्यामुळे उच्च तापमानात Isc चे निरपेक्ष मूल्य कमी होण्यास मदत होते.
लक्षात घ्या की आकृती २, ३ मध्ये दिलेले परिणाम कॅथोड इलेक्ट्रोडच्या सभोवतालच्या भागावर लेझरचा मारा करून मिळवले आहेत. लेझर स्पॉट ॲनोडवर ठेवूनही मोजमाप पुन्हा करण्यात आले आणि Voc व Isc ची ध्रुवीयता उलट झाली असली तरी, तशीच IV वैशिष्ट्ये आणि फोटोव्होल्टेइक गुणधर्म दिसून आले. या सर्व माहितीमुळे फोटोव्होल्टेइक परिणामासाठी एक यंत्रणा समोर येते, जी सुपरकंडक्टर-मेटल इंटरफेसशी जवळून संबंधित आहे.
सारांशतः, लेझरने प्रदीप्त केलेल्या अतिवाहक YBCO-Ag पेस्ट प्रणालीची IV वैशिष्ट्ये तापमान आणि लेझर तीव्रतेनुसार मोजण्यात आली आहेत. ५० ते ३०० K या तापमान श्रेणीमध्ये उल्लेखनीय फोटोव्होल्टेइक परिणाम दिसून आला आहे. असे आढळले आहे की फोटोव्होल्टेइक गुणधर्म YBCO सिरॅमिक्सच्या अतिवाहकतेशी घट्टपणे संबंधित आहेत. प्रकाश-प्रेरित अतिवाहक ते गैर-अतिवाहक संक्रमणाच्या लगेच नंतर Voc आणि Isc मध्ये ध्रुवीयता उलटफेर होतो. स्थिर लेझर तीव्रतेवर मोजलेले Voc आणि Isc चे तापमान अवलंबित्व देखील एका क्रांतिक तापमानावर एक स्पष्ट ध्रुवीयता उलटफेर दर्शवते, ज्याच्या वर नमुना रोधक बनतो. नमुन्याच्या वेगवेगळ्या भागांवर लेझर स्पॉट ठेवून, आम्ही दाखवतो की इंटरफेसवर एक विद्युत विभव अस्तित्वात आहे, जे प्रकाश-प्रेरित इलेक्ट्रॉन-होल जोड्यांसाठी विभक्त करणारे बल प्रदान करते. जेव्हा YBCO अतिवाहक असते, तेव्हा हे इंटरफेस विभव YBCO पासून धातूच्या इलेक्ट्रोडकडे निर्देशित होते आणि जेव्हा नमुना गैर-अतिवाहक बनतो तेव्हा ते विरुद्ध दिशेने बदलते. YBCO अतिवाहक असताना, धातू-अतिवाहक इंटरफेसवरील प्रॉक्सिमिटी इफेक्टशी या विभवाचे मूळ नैसर्गिकरित्या जोडले जाऊ शकते आणि ५०२ mW/cm² च्या लेझर तीव्रतेसह ५० K तापमानावर ते ~१०⁻⁸ mV असल्याचा अंदाज आहे. सामान्य अवस्थेतील p-प्रकारच्या YBCO पदार्थाचा n-प्रकारच्या Ag-पेस्ट पदार्थाशी संपर्क झाल्यास एक क्वासी-पीएन जंक्शन तयार होते, जे उच्च तापमानावर YBCO सिरॅमिक्सच्या फोटोव्होल्टेइक वर्तनासाठी जबाबदार असते. वरील निरीक्षणे उच्च तापमान अतिवाहक YBCO सिरॅमिक्समधील PV प्रभावावर प्रकाश टाकतात आणि फास्ट पॅसिव्ह लाइट डिटेक्टर व सिंगल फोटॉन डिटेक्टर यांसारख्या ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमधील नवीन अनुप्रयोगांचा मार्ग मोकळा करतात.
फोटोव्होल्टेइक परिणामाचे प्रयोग ०.५२ मिमी जाडीच्या आणि ८.६४ × २.२६ मिमी² आयताकृती आकाराच्या YBCO सिरॅमिक नमुन्यावर करण्यात आले आणि त्यावर १.२५ मिमी त्रिज्येच्या लेझर स्पॉट आकारासह सतत तरंग निळ्या-लेझरने (λ = ४५० nm) प्रकाश टाकला गेला. पातळ फिल्म नमुन्याऐवजी स्थूल नमुना वापरल्यामुळे, सब्सट्रेटच्या गुंतागुंतीच्या प्रभावाचा सामना न करता सुपरकंडक्टरच्या फोटोव्होल्टेइक गुणधर्मांचा अभ्यास करणे शक्य होते⁶,⁷. शिवाय, स्थूल पदार्थ त्याच्या सोप्या तयारी प्रक्रियेमुळे आणि तुलनेने कमी खर्चामुळे उपयुक्त ठरू शकतो. YBCO नमुन्यावर सिल्व्हर पेस्टने तांब्याच्या लीड वायर्स चिकटवून सुमारे १ मिमी व्यासाचे चार गोलाकार इलेक्ट्रोड तयार केले जातात. दोन व्होल्टेज इलेक्ट्रोडमधील अंतर सुमारे ५ मिमी आहे. नमुन्याची IV वैशिष्ट्ये क्वार्ट्झ क्रिस्टल विंडो असलेल्या व्हायब्रेशन सॅम्पल मॅग्नेटोमीटर (व्हर्सालॅब, क्वांटम डिझाइन) वापरून मोजली गेली. IV वक्र मिळवण्यासाठी मानक फोर-वायर पद्धत वापरली गेली. इलेक्ट्रोड आणि लेझर स्पॉटची सापेक्ष स्थिती आकृती १i मध्ये दर्शविली आहे.
या लेखाचा संदर्भ कसा द्यावा: Yang, F. et al. Origin of photovoltaic effect in superconducting YBa2Cu3O6.96 ceramics. Sci. Rep. 5, 11504; doi: 10.1038/srep11504 (2015).
चांग, सीएल, क्लेनहॅम्स, ए., मॉल्टन, डब्ल्यूजी आणि टेस्टार्डी, एलआर YBa2Cu3O7 मध्ये समरूपता-निषिद्ध लेसर-प्रेरित व्होल्टेज. फिझ. रेव्ह. बी 41, 11564–11567 (1990).
क्वोक, एचएस, झेंग, जेपी आणि डोंग, एसवाय Y-Ba-Cu-O मधील असामान्य फोटोव्होल्टेइक सिग्नलचे मूळ. फिझ. रेव्ह. बी 43, 6270–6272 (1991).
वांग, एलपी, लिन, जेएल, फेंग, क्यूआर आणि वांग, जीडब्ल्यू सुपरकंडक्टिंग Bi-Sr-Ca-Cu-O च्या लेसर-प्रेरित व्होल्टेजचे मापन. फिझ. रेव्ह. बी 46, 5773–5776 (1992).
टेट, केएल, एट अल. YBa2Cu3O7-x च्या खोलीच्या तापमानातील फिल्म्समध्ये क्षणिक लेसर-प्रेरित व्होल्टेज. जे. ॲपल. फिझ. 67, 4375–4376 (1990).
क्वोक, एचएस आणि झेंग, जेपी YBa2Cu3O7 मध्ये असामान्य फोटोव्होल्टेइक प्रतिसाद. फिझ. रेव्ह. बी 46, 3692–3695 (1992).
मुराओका, वाय., मुरामात्सु, टी., यामौरा, जे. आणि हिरोई, झेड. एका ऑक्साइड हेटेरोस्ट्रक्चरमध्ये YBa2Cu3O7−x मध्ये फोटोजेनरेटेड होल कॅरियर इंजेक्शन. अॅप्ल. फिझ. लेट. 85, 2950–2952 (2004).
आसाकुरा, डी. व इतर. प्रकाश प्रदीपनाखाली YBa2Cu3Oy पातळ फिल्म्सचा फोटोउत्सर्जन अभ्यास. फिझ. रेव्ह. लेट. 93, 247006 (2004).
यांग, एफ. व इतर. वेगवेगळ्या ऑक्सिजन आंशिक दाबात ॲनील केलेल्या YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3 :Nb हेटरोजंक्शनचा फोटोव्होल्टेइक प्रभाव. मटेरिअल्स लेटर्स 130, 51–53 (2014).
अमिनोव, बी.ए. आणि इतर. Yb(Y)Ba2Cu3O7-x एकल स्फटिकांमध्ये दोन-गॅप संरचना. जे. सुपरकंड. 7, 361–365 (1994).
कबानोव, व्ही.व्ही., डेमसार, जे., पोडोबनिक, बी. आणि मिहाइलोविक, डी. वेगवेगळ्या गॅप संरचना असलेल्या सुपरकंडक्टरमधील क्वॉसिपार्टिकल रिलॅक्सेशन डायनॅमिक्स: YBa2Cu3O7-δ वरील सिद्धांत आणि प्रयोग. फिझ. रेव्ह. बी 59, 1497–1506 (1999).
सन, जेआर, झिओंग, सीएम, झांग, वायझेड आणि शेन, बीजी YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3 :Nb हेटरोजंक्शनचे रेक्टिफायिंग गुणधर्म. अॅप्ल. फिझ. लेट. 87, 222501 (2005).
कमरस, के., पोर्टर, सीडी, डॉस, एमजी, हेर, एसएल आणि टॅनर, डीबी YBa2Cu3O7-δ मध्ये एक्सिटॉनिक शोषण आणि अतिवाहकता. फिझ. रेव्ह. लेट. 59, 919–922 (1987).
यु, जी., हीगर, ए. जे. आणि स्टकी, जी. YBa2Cu3O6.3 च्या अर्धसंवाहक एकल स्फटिकांमध्ये क्षणिक प्रकाश-प्रेरित चालकता: प्रकाश-प्रेरित धात्विक स्थिती आणि प्रकाश-प्रेरित अतिवाहकता यांचा शोध. सॉलिड स्टेट कम्युन. 72, 345–349 (1989).
मॅकमिलन, डब्ल्यू. एल. सुपरकंडक्टिंग प्रॉक्सिमिटी इफेक्टचे टनेलिंग मॉडेल. फिझ. रेव्ह. 175, 537–542 (1968).
गेरॉन, एस. व इतर. मेसोस्कोपिक लांबीच्या प्रमाणावर तपासलेला सुपरकंडक्टिंग प्रॉक्सिमिटी इफेक्ट. फिझ. रेव्ह. लेट. 77, 3025–3028 (1996).
अन्नुन्झियाटा, जी. आणि मान्स्के, डी. नॉनसेंट्रोसिमेट्रिक सुपरकंडक्टर्ससह प्रॉक्सिमिटी इफेक्ट. फिझ. रेव्ह. बी 86, 17514 (2012).
Qu, FM et al. Pb-Bi2Te3 संकरित संरचनांमध्ये मजबूत सुपरकंडक्टिंग प्रॉक्सिमिटी इफेक्ट. Sci. Rep. 2, 339 (2012).
चॅपिन, डीएम, फुलर, सीएस आणि पिअरसन, जीएल सौर किरणोत्सर्गाचे विद्युत ऊर्जेत रूपांतर करण्यासाठी एक नवीन सिलिकॉन पीएन जंक्शन फोटोसेल. जे. ॲप. फिझ. 25, 676–677 (1954).
टोमिमोटो, के. Zn- किंवा Ni-मिश्रित YBa2Cu3O6.9 एकल स्फटिकांमध्ये अतिवाहक सुसंगतता लांबीवर अशुद्धीचे परिणाम. Phys. Rev. B 60, 114–117 (1999).
Ando, Y. & Segawa, K. Magnetoresistance of Untwinned YBa2Cu3Oy single crystals in a wide range of doping: anomalous hole-doping dependence of the coherence length. Phys. Rev. Lett. 88, 167005 (2002).
ओबर्टेली, एस.डी. आणि कूपर, जे.आर. उच्च-तापमान ऑक्साईडच्या थर्मोइलेक्ट्रिक शक्तीमधील प्रणालीशास्त्र. फिझ. रेव्ह. बी 46, 14928–14931, (1992).
सुगाई, एस. व इतर. पी-प्रकार उच्च-टीसी सुपरकंडक्टरमध्ये सुसंगत शिखर आणि एलओ फोनॉन मोडचे वाहक-घनतेवर अवलंबून असलेले संवेग बदल. फिझ. रेव्ह. बी 68, 184504 (2003).
नोजिमा, टी. व इतर. इलेक्ट्रोकेमिकल तंत्राचा वापर करून YBa2Cu3Oy पातळ फिल्म्समध्ये होल रिडक्शन आणि इलेक्ट्रॉन संचय: एन-टाइप मेटॅलिक स्थितीचा पुरावा. फिझ. रेव्ह. बी 84, 020502 (2011).
तुंग, आरटी शोटकी अडथळ्याच्या उंचीचे भौतिकशास्त्र आणि रसायनशास्त्र. अॅप्ल. फिझ. लेट. 1, 011304 (2014).
साई-हलाझ, जीए, ची, सीसी, डेनेन्स्टाईन, ए. आणि लँगेनबर्ग, डीएन सुपरकंडक्टिंग फिल्म्समध्ये डायनॅमिक एक्सटर्नल पेअर ब्रेकिंगचे परिणाम. फिझ. रेव्ह. लेट. 33, 215–219 (1974).
नीवा, जी. व इतर. प्रकाश-प्रेरित अतिवाहकता वृद्धी. ॲप्ल. फिझ. लेट. 60, 2159–2161 (1992).
कुडिनोव्ह, व्ही. आय. इत्यादी. YBa2Cu3O6+x फिल्म्समध्ये सतत फोटोकंडक्टिव्हिटी, मेटॅलिक आणि सुपरकंडक्टिंग टप्प्यांसाठी फोटोडोपिंगची एक पद्धत म्हणून. फिझ. रेव्ह. बी 14, 9017–9028 (1993).
मॅनकोव्स्की, आर. व इतर. YBa2Cu3O6.5 मध्ये वर्धित अतिवाहकता साठी आधार म्हणून अरेखीय जालक गतिकी. नेचर 516, 71–74 (2014).
फॉस्टी, डी. व इतर. पट्टेदार-व्यवस्थित क्युप्रेटमध्ये प्रकाश-प्रेरित अतिवाहकता. सायन्स 331, 189–191 (2011).
अल-अदावी, एमके आणि अल-नुएम, आयए सौर सेलच्या कार्यक्षमतेच्या संबंधात VOC चे तापमान कार्यात्मक अवलंबित्व नवीन दृष्टिकोन. डिसालिनेशन 209, 91–96 (2007).
व्हर्नन, एसएम आणि अँडरसन, डब्ल्यूए शोटकी-बॅरियर सिलिकॉन सौर पेशींमध्ये तापमानाचे परिणाम. अॅप्ल. फिझ. लेट. 26, 707 (1975).
कॅट्झ, ईए, फैमन, डी. आणि तुलाधर, एसएम कार्यरत परिस्थितीत पॉलिमर-फुलरीन सौर पेशींच्या फोटोव्होल्टेइक उपकरण पॅरामीटर्ससाठी तापमान अवलंबित्व. जे. ॲपल. फिझ. 90, 5343–5350 (2002).
या कामाला चीनच्या राष्ट्रीय नैसर्गिक विज्ञान प्रतिष्ठान (अनुदान क्र. 60571063) आणि चीनच्या हेनान प्रांताच्या मूलभूत संशोधन प्रकल्पांनी (अनुदान क्र. 122300410231) सहाय्य केले आहे.
एफवाय यांनी शोधनिबंधाचा मजकूर लिहिला आणि एमवायएच यांनी वायबीसीओ सिरॅमिक नमुना तयार केला. एफवाय आणि एमवायएच यांनी प्रयोग केला आणि निकालांचे विश्लेषण केले. एफजीसी यांनी प्रकल्पाचे आणि माहितीच्या वैज्ञानिक विश्लेषणाचे नेतृत्व केले. सर्व लेखकांनी हस्तलिखिताचे पुनरावलोकन केले.
हे काम क्रिएटिव्ह कॉमन्स ॲट्रिब्युशन ४.० आंतरराष्ट्रीय परवान्याअंतर्गत परवानाकृत आहे. या लेखातील प्रतिमा किंवा इतर तृतीय-पक्ष सामग्री, श्रेय ओळीत अन्यथा सूचित केल्याशिवाय, लेखाच्या क्रिएटिव्ह कॉमन्स परवान्यामध्ये समाविष्ट आहे; जर सामग्री क्रिएटिव्ह कॉमन्स परवान्याअंतर्गत समाविष्ट नसेल, तर वापरकर्त्यांना सामग्रीचे पुनरुत्पादन करण्यासाठी परवानाधारकाकडून परवानगी घ्यावी लागेल. या परवान्याची प्रत पाहण्यासाठी, http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ येथे भेट द्या.
यांग, एफ., हान, एम. आणि चांग, एफ. सुपरकंडक्टिंग YBa2Cu3O6.96 सिरॅमिक्समधील फोटोव्होल्टेइक परिणामाचा उगम. सायन्स रिपोर्ट ५, ११५०४ (२०१५). https://doi.org/10.1038/srep11504
टिप्पणी सादर करून तुम्ही आमच्या अटी आणि समुदाय मार्गदर्शक तत्त्वांचे पालन करण्यास सहमत आहात. जर तुम्हाला काही आक्षेपार्ह किंवा आमच्या अटी व मार्गदर्शक तत्त्वांचे पालन न करणारी गोष्ट आढळल्यास, कृपया ती अयोग्य म्हणून चिन्हांकित करा.
पोस्ट करण्याची वेळ: २२ एप्रिल २०२०