דער אָנהייב פֿון פֿאָטאָוואָלטאַישן עפֿעקט אין סופּערקאַנדאַקטינג YBa2Cu3O6.96 קעראַמיק

א דאנק פארן באזוכן nature.com. איר ניצט א בלעטערער ווערסיע מיט באגרענעצטע שטיצע פאר CSS. כדי צו באקומען די בעסטע דערפארונג, רעקאמענדירן מיר אז איר זאלט ​​ניצן א מער אפדעיטעד בלעטערער (אדער אויסלעשן קאמפאטיבילעטי מאָדוס אין אינטערנעט עקספלארער). אין דער דערווייל, כדי צו פארזיכערן ווייטערדיגע שטיצע, ווייזן מיר דעם וועבזייטל אן סטילן און דזשאוואסקריפט.

מיר באריכטן א באמערקבארן פאטאוואלטאישן עפעקט אין YBa2Cu3O6.96 (YBCO) קעראמיק צווישן 50 און 300 K אינדוצירט דורך בלוי-לאזער באלויכטונג, וואס איז גלייך פארבונדן מיט דער סופערקאנדוקטיוויטי פון YBCO און די YBCO-מעטאלישע עלעקטראד אינטערפייס. עס איז דא א פאלאריטעט איבערקערעניש פארן אפענעם קרייז וואלטאזש Voc און קורץ קרייז שטראם Isc ווען YBCO גייט אדורך אן איבערגאנג פון סופערקאנדוקטינג צו רעזיסטיוו צושטאנד. מיר ווייזן אז עס עקזיסטירט אן עלעקטרישער פאטענציאל אריבער דעם סופערקאנדוקטאר-נארמאלן מעטאל אינטערפייס, וואס גיט די צעשיידונג קראפט פאר די פאטא-אינדוצירטע עלעקטראן-לאך פאארן. דער אינטערפייס פאטענציאל ריכט פון YBCO צום מעטאל עלעקטראד ווען YBCO איז סופערקאנדוקטינג און סוויטשט צו דער פארקערטער ריכטונג ווען YBCO ווערט נישט-סופערקאנדוקטינג. דער מקור פון דעם פאטענציאל קען לייכט פארבונדן ווערן מיטן נאנטשאפט עפעקט ביים מעטאל-סופערקאנדוקטאר אינטערפייס ווען YBCO איז סופערקאנדוקטינג און זיין ווערט ווערט געשאצט צו זיין ~10–8 mV ביי 50 K מיט א לאזער אינטענסיטעט פון 502 mW/cm2. די קאָמבינאַציע פֿון אַ פּ-טיפּ מאַטעריאַל YBCO אין נאָרמאַלן צושטאַנד מיט אַ n-טיפּ מאַטעריאַל Ag-פּאַסטע פֿאָרמירט אַ קוואַזי-פּן קנופּ, וואָס איז פֿאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר דעם פֿאָטאָוואָלטאַישן נאַטור פֿון YBCO קעראַמיק ביי הויכע טעמפּעראַטורן. אונדזערע רעזולטאַטן קענען באַלויכטן דעם וועג צו נייע אַפּליקאַציעס פֿון פֿאָטאָן-עלעקטראָנישע דעוויסעס און ווײַטער באַלויכטן דעם נאָענטקייט-עפֿעקט בײַם סופּערקאַנדאַקטאָר-מעטאַל אינטערפֿייס.

פאָטאָ-אינדוצירטע וואָולטאַזש אין הויך טעמפּעראַטור סופּערקאָנדוקטאָרן איז געמאָלדן געוואָרן אין די פריע 1990ער יאָרן און ברייט אויסגעפאָרשט זינט דעמאָלט, אָבער איר נאַטור און מעכאַניזם בלייבן נישט קלאָר1,2,3,4,5. YBa2Cu3O7-δ (YBCO) דין פילמען6,7,8, אין באַזונדער, ווערן אינטענסיוו געלערנט אין דער פאָרעם פון פאָטאָוואָלטאַיק (PV) צעל צוליב איר אַדזשאַסטאַבאַל ענערגיע גאַפּ9,10,11,12,13. אָבער, הויך קעגנשטעל פון די סאַבסטראַט פירט שטענדיק צו אַ נידעריק קאַנווערזשאַן עפעקטיווקייט פון די מיטל און מאַסקט די ערשטיק PV פּראָפּערטיעס פון YBCO8. דאָ באַריכטן מיר אַ באַמערקונגסווערט פאָטאָוואָלטאַיק ווירקונג ינדוסט דורך בלוי-לאַזער (λ = 450 nm) ילומיניישאַן אין YBa2Cu3O6.96 (YBCO) קעראַמיק צווישן 50 און 300 K (Tc ~ 90 K). מיר ווייַזן אַז דער PV ווירקונג איז גלייך פֿאַרבונדן מיט די סופּערקאָנדוקטיוויטי פון YBCO און די נאַטור פון די YBCO-מעטאַליק עלעקטראָד צובינד. עס איז דא א פּאָלאַריטעט איבערקערעניש פארן אפענעם קרייז וואָולטאַזש Voc און קורץ קרייז קראַנט Isc ווען YBCO גייט דורך אן איבערגאַנג פון סופּערקאַנדאַקטינג פאַזע צו א רעזיסטיוו צושטאַנד. מען פֿאָרשלאָגט אַז עס עקזיסטירט אַן עלעקטרישער פּאָטענציאַל אַריבער דעם סופּערקאַנדאַקטאָר-נאָרמאַלן מעטאַל אינטערפֿייס, וואָס גיט די צעשיידונג קראַפט פאר די פאָטאָ-ינדוסט עלעקטראָן-לאָך פּאָרן. דער אינטערפֿייס פּאָטענציאַל ריכט זיך פון YBCO צום מעטאַל עלעקטראָד ווען YBCO איז סופּערקאַנדאַקטינג און סוויטשט צו דער פאַרקערטער ריכטונג ווען דער מוסטער ווערט ניט-סופּערקאַנדאַקטינג. דער אָנהייב פון דעם פּאָטענציאַל קען זיין נאַטירלעך פֿאַרבונדן מיטן נאָענטקייט ווירקונג14,15,16,17 ביי דער מעטאַל-סופּערקאַנדאַקטאָר אינטערפֿייס ווען YBCO איז סופּערקאַנדאַקטינג און זיין ווערט ווערט געשאַצט צו זיין ~10−8 mV ביי 50 K מיט א לאַזער אינטענסיטעט פון 502 mW/cm2. קאָמבינאַציע פון ​​א p-טיפּ מאַטעריאַל YBCO אין נאָרמאַלן צושטאַנד מיט א n-טיפּ מאַטעריאַל Ag-פּאַסטע פֿאָרמירט, מערסטנס מסתּמא, א קוואַזי-pn קנופּ וואָס איז פֿאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר דעם PV נאַטור פון YBCO קעראַמיק ביי הויכע טעמפּעראַטורן. אונדזערע באַאָבאַכטונגען וואָרפן ווײַטער ליכט אויף דעם אָנהייב פֿון PV ווירקונג אין הויך-טעמפּעראַטור סופּערקאַנדאַקטינג YBCO קעראַמיק און באַפֿלאַסטערן דעם וועג פֿאַר זײַן אַפּליקאַציע אין אָפּטאָ-עלעקטראָנישע דעוויסעס ווי שנעלע פּאַסיווע ליכט דעטעקטאָרן אאַ"וו.

פיגור 1a–c ווייזט אז די IV אייגנשאפטן פון YBCO קעראַמישע מוסטער ביי 50 K. אָן ליכט באַלויכטונג, בלייבט די וואָולטאַזש איבער די מוסטער ביי נול מיט ענדערונגען אין קראַנט, ווי מען קען דערוואַרטן פון אַ סופּערקאַנדאַקטינג מאַטעריאַל. קלאָרער פאָטאָוואָלטאַיק ווירקונג דערשיינט ווען די לאַזער שטראַל איז געריכטעט צו קאַטאָדע (פיגור 1a): די IV קורוועס פּאַראַלעל צו די I-אַקס באַוועגט זיך אַראָפּ מיט ינקריסינג לאַזער אינטענסיטי. עס איז קלאָר אַז עס איז אַ נעגאַטיוו פאָטאָ-ינדוסט וואָולטאַזש אפילו אָן קיין קראַנט (אָפט גערופן אָפֿן קרייַז וואָולטאַזש Voc). די נול סלאָופּ פון די IV קורווע ינדיקייץ אַז די מוסטער איז נאָך סופּערקאַנדאַקטינג אונטער לאַזער באַלויכטונג.

(a–c) און 300 K (e–g). ווערטן פון V(I) זענען באקומען געווארן דורך באוועגן דעם שטראָם פון −10 mA צו +10 mA אין וואַקוום. נאָר אַ טייל פון די עקספּערימענטאַלע דאַטן ווערט פּרעזענטירט צוליב קלארקייט. a, שטראָם-וואָולטידזש קעראַקטעריסטיקס פון YBCO געמאָסטן מיט אַ לאַזער פלעק פּאַזיציאָנירט ביי דער קאַטאָדע (i). אַלע IV קורוועס זענען האָריזאָנטאַלע גלייכע ליניעס, וואָס ווײַזן אַז דער מוסטער איז נאָך סופּערקאַנדאַקטינג מיט לאַזער באַשטראַלונג. די קורווע באַוועגט זיך אַראָפּ מיט דער וואַקסנדיקער לאַזער אינטענסיטעט, וואָס ווײַזט אַז עס עקזיסטירט אַ נעגאַטיוו פּאָטענציעל (Voc) צווישן די צוויי וואָולטידזש לידז אפילו מיט נול שטראָם. די IV קורוועס בלייבן אַנטשיינדזשד ווען דער לאַזער איז געריכטעט צו דעם צענטער פון דעם מוסטער ביי 50 K (b) אָדער 300 K (f). די האָריזאָנטאַלע ליניע באַוועגט זיך אַרויף ווען די אַנאָדע ווערט באַלויכטן (c). אַ סכעמאַטיש מאָדעל פון מעטאַל-סופּערקאַנדאַקטאָר קנופּ ביי 50 K ווערט געוויזן אין d. שטראָם-וואָולטידזש קעראַקטעריסטיקס פון נאָרמאַלן צושטאַנד YBCO ביי 300 K געמאָסטן מיט אַ לאַזער שטראַל געריכטעט צו דער קאַטאָדע און אַנאָדע ווערן געגעבן אין e און g ריספּעקטיוולי. אין קאנטראסט צו די רעזולטאטן ביי 50 קעלװין, ווײַזט די נישט-נול שיפּוע פון ​​די גלייכע ליניעס אז YBCO איז אין א נאָרמאַלן צושטאַנד; די ווערטן פון Voc וועריִרן מיט ליכט-אינטענסיטעט אין אן פארקערטער ריכטונג, וואָס ווײַזט אויף אן אַנדערן לאָדונג-צעשיידונג-מעכאַניזם. א מעגלעכע אינטערפֿייס-סטרוקטור ביי 300 קעלװין ווערט אָפּגעבילדעט אין hj. די עכטע בילד פון דעם מוסטער מיט לידן.

זויערשטאָף-רייך YBCO אין סופּערקאַנדאַקטינג צושטאַנד קען אַבזאָרבירן כּמעט דעם גאַנצן ספּעקטרום פון זונשייַן צוליב זײַן גאָר קליינעם ענערגיע-ריס (Eg)9,10, דערמיט שאַפֿנדיק עלעקטראָן-לאָך פּאָרן (e–h). כּדי צו פּראָדוצירן אַן אָפֿן-קרייז וואָולטאַזש Voc דורך אַבזאָרפּציע פון ​​פאָטאָנען, איז נויטיק צו ספּיישאַל צעטיילן פאָטאָ-גענערירטע eh פּאָרן איידער רעקאָמבינאַציע פּאַסירט18. דער נעגאַטיווער Voc, אין באַצוג צו דער קאַטאָדע און אַנאָדע ווי געוויזן אין בילד 1i, סאַגדזשעסטירט אַז עס עקזיסטירט אַן עלעקטרישער פּאָטענציאַל אַריבער דעם מעטאַל-סופּערקאַנדאַקטאָר צובינד, וואָס פֿירט די עלעקטראָנען צו דער אַנאָדע און לעכער צו דער קאַטאָדע. אויב דאָס איז דער פֿאַל, זאָל אויך זײַן אַ פּאָטענציאַל וואָס ווײַזט פֿון סופּערקאַנדאַקטאָר צו דער מעטאַל עלעקטראָד בײַ דער אַנאָדע. דעריבער, וואָלט מען באַקומען אַ פּאָזיטיווער Voc אויב די מוסטער געגנט לעבן דער אַנאָדע ווערט באַלויכטן. דערצו, זאָלן נישט זײַן קיין פאָטאָ-אינדוצירטע וואָולטאַזשן ווען דער לאַזער פלעק ווערט געוויזן צו געביטן ווײַט פֿון די עלעקטראָדן. דאָס איז זיכער דער פֿאַל ווי מען קען זען פֿון בילד 1b,c!.

ווען דער ליכט-פלעק באוועגט זיך פון דער קאטאד-עלעקטראד צום צענטער פון דער מוסטער (ארום 1.25 מ"מ אפגעטיילט פון די אינטערפייסעס), קען מען נישט באמערקן קיין וועריאציע פון ​​IV קורוועס און קיין Voc נישט מיט פארגרעסערנדיקער לייזער-אינטענסיטעט ביזן מאקסימום ווערט וואס איז פאראן (פיגור 1ב). נאטירלעך, קען מען צושרייבן דעם רעזולטאט צו דער באגרענעצטער לעבנס-צייט פון פאטא-אינדוצירטע טרעגער און דעם מאנגל אין צעשיידונג-קראפט אין דער מוסטער. עלעקטראן-לאך פאארן קענען געשאפן ווערן ווען דער מוסטער ווערט באלויכטן, אבער רוב פון די e-h פאארן וועלן פארניכטעט ווערן און קיין פאטאוואטאלישן עפעקט ווערט נישט באמערקט אויב דער לייזער-פלעק פאלט אויף געביטן ווייט פון יעדן פון די עלעקטראדן. באוועגנדיק דעם לייזער-פלעק צו די אנאד-עלעקטראדן, באוועגט זיך די IV קורוועס פאראלעל צו דער I-אקס ארויף מיט פארגרעסערנדיקער לייזער-אינטענסיטעט (פיגור 1ג). אן ענלעכער איינגעבויטער עלעקטרישער פעלד עקזיסטירט אין דער מעטאל-סופערקאנדוקטאר פארבינדונג ביי דער אנאד. אבער, די מעטאלישע עלעקטראד פארבינדט זיך דאס מאל צום פאזיטיוון פירער פון דער טעסט-סיסטעם. די לעכער וואס ווערן פראדוצירט דורך דעם לייזער ווערן געשטופט צום אנאד-פיר און אזוי ווערט באמערקט א פאזיטיוון Voc. די רעזולטאַטן וואָס ווערן דאָ פּרעזענטירט צושטעלן שטאַרקע באַווײַזן אַז עס עקזיסטירט טאַקע אַן אינטערפֿייס פּאָטענציאַל וואָס ווײַזט פֿונעם סופּערקאַנדאַקטאָר צום מעטאַל עלעקטראָד.

דער פאָטאָוואָלטאַישער עפֿעקט אין YBa2Cu3O6.96 קעראַמיק ביי 300 K ווערט געוויזן אין פֿיגור 1e–g. אָן ליכט באַלויכטונג, איז די IV קורווע פֿון דעם מוסטער אַ גלייכע ליניע וואָס גייט אַריבער דעם אָנהייב. די גלייכע ליניע באַוועגט זיך אַרויף פּאַראַלעל צו דער אָריגינעלער מיט וואַקסנדיקער לאַזער אינטענסיטעט וואָס שטראַלט ביי די קאַטאָדע לידז (פֿיגור 1e). עס זענען דאָ צוויי לימיטירנדיקע פֿאַלן פֿון אינטערעס פֿאַר אַ פאָטאָוואָלטאַישער מיטל. דער קורץ-קרייַז צושטאַנד פּאַסירט ווען V = 0. דער קראַנט אין דעם פֿאַל ווערט באַצייכנט ווי דער קורץ-קרייַז קראַנט (Isc). דער צווייטער לימיטירנדיקער פֿאַל איז דער אָפֿן-קרייַז צושטאַנד (Voc) וואָס פּאַסירט ווען R→∞ אָדער דער קראַנט איז נול. פֿיגור 1e ווייזט קלאָר אַז Voc איז פּאָזיטיוו און וואַקסט מיט וואַקסנדיקער ליכט אינטענסיטעט, אין קאָנטראַסט מיטן רעזולטאַט באַקומען ביי 50 K; בשעת אַ נעגאַטיווער Isc ווערט באַאָבאַכטעט צו וואַקסן אין מאַגניטוד מיט ליכט באַלויכטונג, אַ טיפּיש נאַטור פֿון נאָרמאַלע זונ - צעלן.

אזוי אויך, ווען דער לאזער שטראל ווערט געצילט אויף געביטן ווייט פון די עלעקטראדן, איז די V(I) קורווע אומאפהענגיק פון דער לאזער אינטענסיטעט און עס איז נישטא קיין פאטאוואטאלישן עפעקט (פיגור 1f). ענליך צו דער מעסטונג ביי 50 K, באוועגן זיך די IV קורוועס אין דער פארקערטער ריכטונג ווען דער אנאד עלעקטראד ווערט באשטראלט (פיגור 1g). אלע רעזולטאטן באקומען פאר דעם YBCO-Ag פאסטע סיסטעם ביי 300 K מיט לאזער באשטראלט אין פארשידענע פאזיציעס פון דעם מוסטער זענען קאנסיסטענט מיט אן אינטערפייס פאטענציאל פארקערט צו דעם באמערקט ביי 50 K.

רובֿ עלעקטראָנען קאָנדענסירן זיך אין קופּער פּאָרן אין סופּערקאַנדאַקטינג YBCO אונטער זיין יבערגאַנג טעמפּעראַטור Tc. ​​בשעת אין דעם מעטאַל עלעקטראָד, בלייבן אַלע עלעקטראָנען אין איין פאָרעם. עס איז אַ גרויס געדיכטקייט גראַדיענט פֿאַר ביידע איין עלעקטראָנען און קופּער פּאָרן אין דער געגנט פון די מעטאַל-סופּערקאַנדאַקטאָר צובינד. מערהייט-טרעגער איין עלעקטראָנען אין מעטאַלישן מאַטעריאַל וועלן דיפפוסירן אין דער סופּערקאַנדאַקטאָר געגנט, כוועראַז מערהייט-טרעגער קופּער-פּאָרן אין YBCO געגנט וועלן דיפפוסירן אין דער מעטאַל געגנט. ווי קופּער פּאָרן וואָס טראָגן מער לאָודינגז און האָבן אַ גרעסערע מאָביליטי ווי איין עלעקטראָנען דיפפוסירן פון YBCO אין דער מעטאַל געגנט, בלייבן פּאָזיטיוו טשאַרדזשד אַטאָמען צוריק, ריזאַלטינג אין אַן עלעקטריש פעלד אין דער פּלאַץ טשאַרדזש געגנט. די ריכטונג פון דעם עלעקטריש פעלד איז געוויזן אין די סכעמאַטיש דיאַגראַמע בילד 1ד. אינצידענט פאָטאָן באַלויכטונג לעבן דער פּלאַץ טשאַרדזש געגנט קען שאַפֿן eh פּאָרן וואָס וועלן ווערן אפגעשיידט און אַרויסגעפֿירט, פּראָדוצירנדיק אַ פאָטאָשטראָם אין דער פאַרקערט-בייס ריכטונג. אַזוי שנעל ווי די עלעקטראָנען קומען אַרויס פון דעם איינגעבויטן עלעקטרישן פעלד, ווערן זיי קאָנדענסירט אין פּאָרן און פליסן צו דער אַנדערער עלעקטראָד אָן קעגנשטעל. אין דעם פאַל, איז די Voc קעגן דעם פאָראויסגעשטעלטן פּאָלאַריטעט און ווייזט אַ נעגאַטיוון ווערט ווען דער לאַזער שטראַל ווייזט אויף דער געגנט אַרום דעם נעגאַטיוון עלעקטראָד. פֿון דעם ווערט פֿון Voc, קען מען אָפּשאַצן דעם פּאָטענציעל איבערן אינטערפֿייס: די דיסטאַנץ צווישן די צוויי וואָלטאַזש לידז d איז ~5 × 10−3 m, די גרעב פֿון דעם מעטאַל-סופּערקאָנדוקטאָר אינטערפֿייס, di, זאָל זיין די זעלבע גרייס-אָרדענונג ווי די קאָהערענץ לענג פֿון YBCO סופּערקאָנדוקטאָר (~1 nm)19,20, נעמען דעם ווערט פֿון Voc = 0.03 mV, דער פּאָטענציעל Vms ביים מעטאַל-סופּערקאָנדוקטאָר אינטערפֿייס ווערט אָפּגעשאַצט צו זיין ~10−11 V ביי 50 K מיט אַ לאַזער אינטענסיטעט פֿון 502 mW/cm2, ניצנדיק גלייכונג,

מיר ווילן דא אונטערשטרייַכן אז די פאָטאָ-אינדוצירטע וואָולטאַזש קען נישט דערקלערט ווערן דורך פאָטאָ טערמישן עפֿעקט. עס איז עקספּערימענטאַל פעסטגעשטעלט געוואָרן אז דער זיבעק קאָעפֿיציענט פֿון סופּערקאַנדאַקטאָר YBCO איז Ss = 021. דער זיבעק קאָעפֿיציענט פֿאַר קופּער דראָטן איז אין די קייט פֿון SCu = 0.34–1.15 μV/K3. די טעמפּעראַטור פֿון די קופּער דראָט בײַם לאַזער פֿלעק קען געהויבן ווערן מיט אַ קליינע מאָס פֿון 0.06 K מיט מאַקסימום לאַזער אינטענסיטעט פֿאַראַן בײַ 50 K. דאָס קען פּראָדוצירן אַ טערמאָעלעקטרישן פּאָטענציאַל פֿון 6.9 × 10−8 V, וואָס איז דרײַ אָרדערס מאַגניטוד קלענער ווי די Voc באַקומען אין פֿיגור 1 (a). עס איז קלאָר אז דער טערמאָעלעקטרישער עפֿעקט איז צו קליין צו דערקלערן די עקספּערימענטאַלע רעזולטאַטן. אין פאַקט, די טעמפּעראַטור וואַריאַציע רעכט צו לאַזער באַשטראַלונג וואָלט פֿאַרשווינדן אין ווייניקער ווי איין מינוט, אַזוי אַז דער בײַטראָג פֿון טערמישן עפֿעקט קען זיכער איגנאָרירט ווערן.

די פאָטאָוואָלטאַישע ווירקונג פון YBCO ביי צימער טעמפּעראַטור אַנטפּלעקט אַז אַן אַנדערער אָפּצאָל-טרענירונג מעקאַניזם איז דאָ פֿאַרבונדן. סופּערקאַנדאַקטינג YBCO אין נאָרמאַלן צושטאַנד איז אַ פּ-טיפּ מאַטעריאַל מיט לעכער ווי אָפּצאָל טרעגער22,23, בשעת מעטאַלישע Ag-פּאַסטע האט קעראַקטעריסטיקס פון אַ n-טיפּ מאַטעריאַל. ענלעך צו pn דזשאַנקשאַנז, די דיפוזיע פון ​​עלעקטראָנען אין דער זילבער פּאַסטע און לעכער אין YBCO קעראַמיק וועט שאַפֿן אַן אינערלעכן עלעקטרישן פעלד וואָס ווייזט צו דער YBCO קעראַמיק ביי דער אינטערפֿייס (פיגור 1h). עס איז דאָס אינערלעכע פעלד וואָס גיט די טרענירונג קראַפט און פֿירט צו אַ positive Voc און negative Isc פֿאַר דער YBCO-Ag פּאַסטע סיסטעם ביי צימער טעמפּעראַטור, ווי געוויזן אין פיגור 1e. אַלטערנאַטיוולי, Ag-YBCO קען שאַפֿן אַ p-טיפּ שאָטקי דזשאַנקשאַן וואָס פֿירט אויך צו אַן אינטערפֿייס פּאָטענציעל מיט דער זעלבער פּאָלאַריטעט ווי אין דעם מאָדעל וואָס איז פּרעזענטירט אויבן24.

כדי צו אויספארשן דעם דעטאלירטן עוואלוציע פראצעס פון די פאטאוואטאלע אייגנשאפטן בעתן סופערקאנדוקטינג איבערגאנג פון YBCO, זענען IV קורוועס פון דעם מוסטער ביי 80 K געמאסטן געווארן מיט אויסגעקליבענע לאזער אינטענסיטעטן וואס באלויכטן ביים קאטאדע עלעקטראד (פיגור 2). אן לאזער באשטראלונג, בלייבט דער וואלטאזש איבער דעם מוסטער ביי נול אומאפהענגיק פון שטראם, וואס ווייזט אויף דעם סופערקאנדוקטינג צושטאנד פון דעם מוסטער ביי 80 K (פיגור 2a). ענליך צו די דאטן באקומען ביי 50 K, באוועגט זיך IV קורוועס פאראלעל צו דער I-אקס אראפ מיט פארגרעסערנדיקער לאזער אינטענסיטעט ביז א קריטישער ווערט Pc ווערט דערגרייכט. העכער דעם קריטישן לאזער אינטענסיטעט (Pc), גייט דער סופערקאנדוקטאר דורך אן איבערגאנג פון א סופערקאנדוקטינג פאזע צו א רעזיסטיוו פאזע; דער וואלטאזש הייבט אן צו פארגרעסערן מיטן שטראם צוליב דעם אויסזען פון רעזיסטענץ אין דעם סופערקאנדוקטאר. אלס רעזולטאט, הייבט די IV קורווע אן צו שניידן מיט דער I-אקס און V-אקס, וואס פירט צו א נעגאטיווער Voc און א פאזיטיווער Isc אין אנפאנג. יעצט שיינט דער מוסטער צו זיין אין א ספעציעלן צושטאנד אין וועלכן די פּאָלאַריטעט פון Voc און Isc איז גאר סענסיטיוו צו ליכט אינטענסיטעט; מיט א גאר קליינעם פארגרעסערונג אין ליכט-אינטענסיטעט ווערט Isc פארוואנדלט פון פאזיטיוו צו נעגאטיוו און Voc פון נעגאטיוו צו פאזיטיוו ווערט, פארבייגייענדיג דעם אריגין (די הויכע סענסיטיוויטי פון פאטאלטאישע אייגנשאפטן, ספעציעל דער ווערט פון Isc, צו ליכט-באלויכטונג קען מען קלארער זען אין בילד 2ב). ביי דער העכסטער לאזער-אינטענסיטעט וואס איז פאראן, די IV קורוועס האבן די כוונה צו זיין פאראלעל איינע מיט דער אנדערער, ​​וואס באדייט דעם נארמאלן צושטאנד פון דעם YBCO מוסטער.

דער לאַזער פלעק צענטער איז פּאַזיציאָנירט אַרום די קאַטאָדע עלעקטראָדן (זען בילד 1i). a, IV קורוועס פון YBCO באַשטראַלט מיט פאַרשידענע לאַזער אינטענסיטעטן. b (אויבן), לאַזער אינטענסיטעט אָפּהענגיקייט פון אָפֿן קרייַז וואָולטידזש Voc און קורץ קרייַז קראַנט Isc. די Isc ווערטן קענען נישט באַקומען ווערן ביי נידעריק ליכט אינטענסיטעט (< 110 mW/cm2) ווייַל די IV קורוועס זענען פּאַראַלעל צו די I-אַקס ווען די מוסטער איז אין סופּערקאַנדאַקטינג צושטאַנד. b (אונטן), דיפערענטשאַל קעגנשטעל ווי אַ פונקציע פון ​​לאַזער אינטענסיטעט.

די לאַזער אינטענסיטעט אָפּהענגיקייט פון Voc און Isc ביי 80 K ווערט געוויזן אין פיגור 2b (אויבן). די פאָטאָוואָלטאַישע אייגנשאַפטן קענען דיסקוטירט ווערן אין דריי געגנטן פון ליכט אינטענסיטעט. דער ערשטער געגנט איז צווישן 0 און Pc, אין וועלכן YBCO איז סופּערקאַנדאַקטינג, Voc איז נעגאַטיוו און פאַרקלענערט זיך (אַבסאָלוטער ווערט וואַקסט) מיט ליכט אינטענסיטעט און דערגרייכט אַ מינימום ביי Pc. דער צווייטער געגנט איז פון Pc צו אַן אַנדער קריטישער אינטענסיטעט P0, אין וועלכן Voc וואַקסט בשעת Isc פאַרקלענערט זיך מיט דער פאַרגרעסערונג פון ליכט אינטענסיטעט און ביידע דערגרייכן נול ביי P0. דער דריטער געגנט איז העכער P0 ביז דער נאָרמאַלער צושטאַנד פון YBCO ווערט דערגרייכט. כאָטש ביידע Voc און Isc ווערייִרן מיט ליכט אינטענסיטעט אויף דעם זעלבן וועג ווי אין געגנט 2, האָבן זיי פאַרקערטע פּאָלאַריטעט העכער דער קריטישער אינטענסיטעט P0. די באַדייטונג פון P0 ליגט אין דעם אַז עס איז נישטאָ קיין פאָטאָוואָלטאַישע ווירקונג און דער אָפּצאָל צעשיידונג מעקאַניזם ענדערט זיך קוואַליטאַטיוו ביי דעם באַזונדערן פונקט. די YBCO מוסטער ווערט נישט-סופּערקאַנדאַקטינג אין דעם קייט פון ליכט אינטענסיטעט אָבער דער נאָרמאַלער צושטאַנד איז נאָך נישט דערגרייכט געוואָרן.

קלאר, די פאָטאָוואָלטאַישע אייגנשאַפטן פון דער סיסטעם זענען ענג פארבונדן מיט דער סופּערקאַנדאַקטיוויטי פון YBCO און זיין סופּערקאַנדאַקטינג טראַנזישאַן. די דיפערענציעלע קעגנשטעל, dV/dI, פון YBCO ווערט געוויזן אין פיג. 2b (אונטן) ווי אַ פונקציע פון ​​לאַזער אינטענסיטי. ווי פריער דערמאנט, דער איינגעבויטער עלעקטרישער פּאָטענציעל אין דער אינטערפאַס רעכט צו קופּער פּאָר דיפוזיע פונקטן פון דעם סופּערקאַנדאַקטאָר צו מעטאַל. ענלעך צו דעם וואָס איז באמערקט ביי 50 K, ווערט דער פאָטאָוואָלטאַישע ווירקונג פארשטארקט מיט דער פארגרעסערונג פון דער לאַזער אינטענסיטי פון 0 צו Pc. ווען די לאַזער אינטענסיטי דערגרייכט אַ ווערט אַ ביסל העכער Pc, הייבט די IV קורווע אָן צו בייגן און דער קעגנשטעל פון דעם מוסטער הייבט אָן צו דערשייַנען, אָבער די פּאָלאַריטעט פון דעם אינטערפאַס פּאָטענציעל איז נאָך נישט געביטן. דער ווירקונג פון אָפּטישער עקסייטיישאַן אויף דער סופּערקאַנדאַקטיוויטי איז אויסגעפאָרשט געוואָרן אין דער זיכטבארער אָדער נאָענט-IR געגנט. כאָטש דער גרונט פּראָצעס איז צו צעברעכן די קופּער פּאָרן און צעשטערן די סופּערקאַנדאַקטיוויטי25,26, אין עטלעכע פאַלן קען דער סופּערקאַנדאַקטיוויטי טראַנזישאַן פארשטארקט ווערן27,28,29, נייע פאַזעס פון סופּערקאַנדאַקטיוויטי קענען אפילו אינדוצירט ווערן30. די אָפּוועזנהייט פון סופּערקאַנדאַקטיוויטי ביי Pc קען מען צושרייבן צום פאָטאָ-אינדוצירטן פּאָר צעברעכן. ביי דעם פּונקט P0 ווערט דער פּאָטענציעל אַריבער דעם אינטערפאַס נול, וואָס ווײַזט אָן אַז די אָפּצאָל געדיכטקייט אין ביידע זייטן פון דעם אינטערפאַס דערגרייכט דעם זעלבן לעוועל אונטער דעם באַזונדערן אינטענסיטעט פון ליכט באַלויכטונג. אַ ווײַטערדיקע פאַרגרעסערונג אין לאַזער אינטענסיטעט רעזולטירט אין מער קופּער פּאָרן וואָס ווערן חרובֿ און YBCO ווערט ביסלעכווײַז צוריק טראַנספאָרמירט צו אַ p-טיפּ מאַטעריאַל. אַנשטאָט עלעקטראָן און קופּער פּאָר דיפוזיע, ווערט די אייגנשאַפט פון דעם אינטערפאַס איצט באַשטימט דורך עלעקטראָן און לאָך דיפוזיע, וואָס פירט צו אַ פּאָלאַריטעט פאַרקערט פון דעם עלעקטרישן פעלד אין דעם אינטערפאַס און דעריבער אַ positive Voc (פאַרגלײַך בילד 1ד,ה). ביי זייער הויך לאַזער אינטענסיטעט, זעטיגט זיך דער דיפערענציעלער קעגנשטעל פון YBCO צו אַ ווערט וואָס קאָרעספּאָנדירט צום נאָרמאַלן צושטאַנד און ביידע Voc און Isc טענדירן צו ווערייִרן לינעאַר מיט לאַזער אינטענסיטעט (בילד 2ב). די אָבסערוואַציע אַנטפּלעקט אַז לאַזער באַשטראַלונג אויף נאָרמאַלן צושטאַנד YBCO וועט מער נישט ענדערן זײַן קעגנשטעל און די אייגנשאַפט פון דעם סופּערקאַנדאַקטאָר-מעטאַל אינטערפאַס, נאָר וועט פאַרגרעסערן די קאָנצענטראַציע פון ​​די עלעקטראָן-לאָך פּאָרן.

כדי צו אויספארשן דעם איינפלוס פון טעמפעראטור אויף די פאטאוואטאלישע אייגנשאפטן, איז די מעטאל-סופערקאנדוקטאר סיסטעם באשטראלט געווארן ביים קאטאדע מיט א בלויען לאזער פון אינטענסיטעט 502 mW/cm2. IV קורוועס באקומען ביי אויסגעקליבענע טעמפעראטורן צווישן 50 און 300 K ווערן געגעבן אין פיגור 3a. די אפענע קרייז וואלטאזש Voc, קורץ קרייז שטראם Isc און די דיפערענציעלע קעגנשטאנד קענען דעמאלט באקומען ווערן פון די IV קורוועס און ווערן געוויזן אין פיגור 3b. אן ליכט באלויכטונג, גייען אלע IV קורוועס געמאסטן ביי פארשידענע טעמפעראטורן אריבער דעם אנהייב ווי ערווארטעט (אינסערט פון פיגור 3a). די IV כאראקטעריסטיקס טוישן זיך דראסטיש מיט פארגרעסערטע טעמפעראטור ווען די סיסטעם ווערט באלויכטן דורך א רעלאטיוו שטארקן לאזער שטראל (502 mW/cm2). ביי נידעריגע טעמפעראטורן זענען די IV קורוועס גלייכע ליניעס פאראלעל צו דער I-אקס מיט נעגאטיווע ווערטן פון Voc. די קורווע באוועגט זיך ארויף מיט פארגרעסערטע טעמפעראטור און ווערט ביסלעכווייז א ליניע מיט א נישט-נול שיפּוע ביי א קריטישער טעמפעראטור Tcp (פיגור 3a (אויבן)). עס שיינט אז אלע IV כאראקטעריסטיק קורוועס דרייען זיך ארום א פונקט אין דריטן קוואַדראַנט. Voc וואַקסט פֿון אַ נעגאַטיוון ווערט צו אַ פּאָזיטיוון, בשעת Isc פֿאַלט פֿון אַ פּאָזיטיוון צו אַ נעגאַטיוון ווערט. העכער דער אָריגינעלער סופּערקאַנדאַקטינג איבערגאַנג טעמפּעראַטור Tc פֿון YBCO, ענדערט זיך די IV קורווע גאַנץ אַנדערש מיט דער טעמפּעראַטור (אונטן פֿון פֿיגור 3a). ערשטנס, באַוועגט זיך דער ראָטאַציע צענטער פֿון די IV קורוועס צום ערשטן קוואַדראַנט. צווייטנס, Voc פֿאַלט ווײַטער און Isc וואַקסט מיט דער וואַקסטנדיקער טעמפּעראַטור (אויבן פֿון פֿיגור 3b). דריטנס, דער שיפּוע פֿון די IV קורוועס וואַקסט לינעאַר מיט דער טעמפּעראַטור, וואָס רעזולטירט אין אַ פּאָזיטיוון טעמפּעראַטור קאָעפֿיציענט פֿון קעגנשטעל פֿאַר YBCO (אונטן פֿון פֿיגור 3b).

טעמפּעראַטור-אָפּהענגיקייט פון פאָטאָוואָלטאַישע קעראַקטעריסטיקס פֿאַר YBCO-Ag פּאַסטע סיסטעם אונטער 502 mW/cm2 לאַזער ילומינאַציע.

דער לאַזער פלעק צענטער איז פּאַזיציאָנירט אַרום די קאַטאָדע עלעקטראָדן (זען בילד 1i). a, IV קורוועס באַקומען פון 50 ביז 90 K (אויבן) און פון 100 ביז 300 K (אונטן) מיט אַ טעמפּעראַטור אינקרעמענט פון 5 K און 20 K, ריספּעקטיוולי. ינסערט a ווייזט IV קעראַקטעריסטיקס ביי עטלעכע טעמפּעראַטורן אין פינצטערניש. אַלע די קורוועס קרייַזן דעם אָנהייב פונקט. b, אָפֿן קרייַז וואָולטידזש Voc און קורץ קרייַז קראַנט Isc (אויבן) און די דיפערענטשאַל קעגנשטעל, dV/dI, פון YBCO (אונטן) ווי אַ פונקציע פון ​​טעמפּעראַטור. די נול קעגנשטעל סופּערקאַנדאַקטינג יבערגאַנג טעמפּעראַטור Tcp איז נישט געגעבן ווייַל עס איז צו נאָענט צו Tc0.

דריי קריטישע טעמפּעראַטורן קען מען דערקענען פֿון פֿיגור 3ב: Tcp, העכער פֿון וועלכן YBCO ווערט נישט-סופּערקאַנדאַקטינג; Tc0, ביי וועלכן ביידע Voc און Isc ווערן נול און Tc, די אָריגינעלע אָנפֿאַנג סופּערקאַנדאַקטינג איבערגאַנג טעמפּעראַטור פֿון YBCO אָן לאַזער באַשטראַלונג. אונטער Tcp ~ 55 K, איז די לאַזער באַשטראַלטע YBCO אין אַ סופּערקאַנדאַקטינג צושטאַנד מיט אַ רעלאַטיוו הויכער קאָנצענטראַציע פֿון קופּער פּאָרן. דער עפֿעקט פֿון לאַזער באַשטראַלונג איז צו רעדוצירן די נול קעגנשטעל סופּערקאַנדאַקטינג איבערגאַנג טעמפּעראַטור פֿון 89 K צו ~ 55 K (אונטן פֿון פֿיגור 3ב) דורך רעדוצירן די קופּער פּאָר קאָנצענטראַציע אין אַדישאַן צו פּראָדוצירן פֿאָטאָוואָלטאַישע וואָולטאַזש און קראַנט. העכערע טעמפּעראַטור צעברעכט אויך די קופּער פּאָרן, וואָס פֿירט צו אַ נידעריקער פּאָטענציאַל אין דער אינטערפֿייס. דערפֿאַר וועט דער אַבסאָלוטער ווערט פֿון Voc ווערן קלענער, כאָטש די זעלבע אינטענסיטעט פֿון לאַזער באַלויכטונג ווערט געווענדט. דער אינטערפֿייס פּאָטענציאַל וועט ווערן קלענער און קלענער מיט ווייטערדיקער העכערונג אין טעמפּעראַטור און דערגרייכט נול ביי Tc0. עס איז נישטאָ קיין פֿאָטאָוואָלטאַישע עפֿעקט ביי דעם ספּעציעלן פּונקט ווייל עס איז נישטאָ קיין אינערלעכער פֿעלד צו צעשיידן די פֿאָטאָ-ינדוסט עלעקטראָן-לאָך פּאָרן. א פּאָלאַריטעט איבערקערעניש פון דעם פּאָטענציעל פּאַסירט העכער דעם קריטישן טעמפּעראַטור, ווייל די פרייע אָפּצאָל געדיכטקייט אין Ag פּאַסטע איז גרעסער ווי אין YBCO, וואָס ווערט ביסלעכווייַז צוריקגעקערט צו אַ p-טיפּ מאַטעריאַל. דאָ ווילן מיר אונטערשטרייַכן, אַז די פּאָלאַריטעט איבערקערעניש פון Voc און Isc פּאַסירט גלייך נאָך דעם נול-קעגנשטעל סופּערקאַנדאַקטינג איבערגאַנג, נישט קוקנדיק אויף דער סיבה פון דעם איבערגאַנג. די אָבסערוואַציע אַנטפּלעקט קלאָר, צום ערשטן מאָל, די קאָרעלאַציע צווישן סופּערקאַנדאַקטיוויטי און די פאָטאָוואָלטאַיק עפֿעקטן פֿאַרבונדן מיטן מעטאַל-סופּערקאַנדאַקטאָר אינטערפֿייס פּאָטענציעל. די נאַטור פון דעם פּאָטענציעל אַריבער דעם סופּערקאַנדאַקטאָר-נאָרמאַל מעטאַל אינטערפֿייס איז געווען אַ פאָרשונג פאָקוס פֿאַר די לעצטע עטלעכע יאָרצענדליקער, אָבער עס זענען נאָך פילע פֿראַגעס וואָס וואַרטן אויף ענטפֿערס. מעסטונג פון דעם פאָטאָוואָלטאַיק עפֿעקט קען זיך אַרויסווײַזן צו זײַן אַן עפֿעקטיווע מעטאָדע פֿאַר אויספֿאָרשן די פּרטים (ווי זײַן שטאַרקייט און פּאָלאַריטעט אאַז"וו) פון דעם וויכטיקן פּאָטענציעל און דערמיט באַלויכטן דעם הויך-טעמפּעראַטור סופּערקאַנדאַקטינג נאָענטקייט עפֿעקט.

א ווייטערדיגע העכערונג אין טעמפעראטור פון Tc0 צו Tc פירט צו א קלענערער קאנצענטראציע פון ​​קופער פאארן און א פארבעסערונג אין דעם אינטערפייס פאטענציאל און דערפאר גרעסערע Voc. ביי Tc ווערט די קופער פאאר קאנצענטראציע נול און דער איינגעבויטער פאטענציאל ביים אינטערפייס דערגרייכט א מאקסימום, רעזולטירנדיג אין מאקסימום Voc און מינימום Isc. די שנעלע העכערונג פון Voc און Isc (אבסאלוטע ווערט) אין דעם טעמפעראטור ראם קארעספאנדירט צו דעם סופערקאנדוקטינג איבערגאנג וואס ווערט פארברייטערט פון ΔT ~ 3 K צו ~34 K דורך לייזער באשטראלונג פון אינטענסיטעט 502 mW/cm2 (פיגור 3b). אין די נארמאלע שטאנדן העכער Tc, פארקלענערט זיך די אפענע קרייז וואלטאזש Voc מיט טעמפעראטור (אויבן פון פיגור 3b), ענליך צו דעם לינעארן אויפפירונג פון Voc פאר נארמאלע זונ - צעלן באזירט אויף pn דזשאנקשאנס31,32,33. כאטש די ענדערונג ראטע פון ​​Voc מיט טעמפעראטור (−dVoc/dT), וואס איז שטארק אפהענגיק פון לייזער אינטענסיטעט, איז פיל קלענער ווי די פון נארמאלע זונ - צעלן, האט דער טעמפעראטור קאעפיציענט פון Voc פאר YBCO-Ag דזשאנקשאן די זעלבע גרייס-ארדענונג ווי די פון די זונ - צעלן. דער ליקאַדזש-שטראָם פון אַ pn דזשאַנקשאַן פֿאַר אַ נאָרמאַלער זונ-צעל מיטל וואַקסט מיט דער וואַקסט טעמפּעראַטור, וואָס פירט צו אַ פאַרקלענערונג אין Voc ווען די טעמפּעראַטור וואַקסט. די לינעאַרע IV קורוועס וואָס מען באמערקט פֿאַר דעם Ag-סופּערקאַנדאַקטאָר סיסטעם, ערשטנס צוליב דעם גאָר קליינעם אינטערפייס פּאָטענציאַל און צווייטנס די צוריק-צו-צוריק פֿאַרבינדונג פֿון די צוויי העטעראָדזשאַנקשאַנז, מאַכט עס שווער צו באַשטימען דעם ליקאַדזש-שטראָם. דאָך, עס שיינט זייער מסתּמא אַז די זעלבע טעמפּעראַטור-אָפּהענגיקייט פֿון ליקאַדזש-שטראָם איז פֿאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר דעם Voc נאַטור וואָס מען באמערקט אין אונדזער עקספּערימענט. לויט דער דעפֿיניציע, איז Isc דער שטראָם וואָס איז נויטיק צו פּראָדוצירן אַ נעגאַטיווע וואָולטאַזש צו קאָמפּענסירן Voc אַזוי אַז די גאַנצע וואָולטאַזש איז נול. ווען די טעמפּעראַטור וואַקסט, ווערט Voc קלענער אַזוי אַז ווייניקער שטראָם איז נויטיק צו פּראָדוצירן די נעגאַטיווע וואָולטאַזש. ווייטער, דער קעגנשטאַנד פֿון YBCO וואַקסט לינעאַר מיט דער טעמפּעראַטור העכער Tc (אונטן פֿון פֿיגור 3b), וואָס ביישטייערט אויך צום קלענערן אַבסאָלוטן ווערט פֿון Isc ביי הויכע טעמפּעראַטורן.

באַמערקט אַז די רעזולטאַטן געגעבן אין בילדער 2,3 זענען באַקומען דורך לאַזער באַשטראַלן אויף דער געגנט אַרום קאַטאָדע עלעקטראָדן. מעסטונגען זענען אויך געווען ריפּיטיד מיט לאַזער פלעק פּאַזישאַנד ביי אַנאָדע און ענלעכע IV קעראַקטעריסטיקס און פאָטאָוואָלטאַיק פּראָפּערטיעס זענען באמערקט אַחוץ אַז די פּאָלאַריטעט פון Voc און Isc איז געווען ריווערסט אין דעם פאַל. אַלע די דאַטן פירן צו אַ מעקאַניזאַם פֿאַר די פאָטאָוואָלטאַיק ווירקונג, וואָס איז ענג פֿאַרבונדן מיט די סופּערקאַנדאַקטאָר-מעטאַל צובינד.

אין קורצן, די IV אייגנשאפטן פון לאַזער באַשטראַהעלט סופּערקאַנדאַקטינג YBCO-Ag פּאַסטע סיסטעם זענען געמאָסטן געוואָרן ווי פונקציעס פון טעמפּעראַטור און לאַזער אינטענסיטי. א באַמערקונגסווערטער פאָטאָוואָלטאַיק ווירקונג איז באמערקט געוואָרן אין די טעמפּעראַטור קייט פון 50 ביז 300 K. עס איז געפונען אַז די פאָטאָוואָלטאַיק אייגנשאַפטן קאָרעלירן שטאַרק צו די סופּערקאַנדאַקטיוויטי פון YBCO קעראַמיק. א פּאָלאַריטעט פאַרקערט פון Voc און Isc פּאַסירט גלייך נאָך דעם פאָטאָ-ינדוסט סופּערקאַנדאַקטינג צו ניט-סופּערקאַנדאַקטינג יבערגאַנג. טעמפּעראַטור אָפּהענגיקייט פון Voc און Isc געמאָסטן ביי פאַרפעסטיקט לאַזער אינטענסיטי ווייזט אויך אַ באַזונדער פּאָלאַריטעט פאַרקערט ביי אַ קריטיש טעמפּעראַטור העכער וואָס די מוסטער ווערט קעגנשטעליק. דורך לאָקאַליזירן די לאַזער פלעק צו אן אנדער טייל פון די מוסטער, ווייַזן מיר אַז עס עקזיסטירט אַן עלעקטריש פּאָטענציעל אַריבער די צובינד, וואָס גיט די צעשיידונג קראַפט פֿאַר די פאָטאָ-ינדוסט עלעקטראָן-לאָך פּאָרז. דעם צובינד פּאָטענציעל דירעקטעד פון YBCO צו די מעטאַל עלעקטראָד ווען YBCO איז סופּערקאַנדאַקטינג און סוויטשיז צו די פאַרקערט ריכטונג ווען די מוסטער ווערט ניט-סופּערקאַנדאַקטינג. דער אָנהייב פֿון דעם פּאָטענציאַל קען זיין נאַטירלעך פֿאַרבונדן מיטן נאָענטקייט־עפֿעקט בײַם מעטאַל־סופּערקאַנדאַקטאָר־צוזאַמענפֿאַס ווען YBCO איז סופּערקאַנדאַקטינג און ווערט געשאצט צו זײַן ~10−8 mV בײַ 50 K מיט אַ לאַזער־אינטענסיטעט פֿון 502 mW/cm2. קאָנטאַקט פֿון אַ p-טיפּ מאַטעריאַל YBCO אין נאָרמאַלן צושטאַנד מיט אַ n-טיפּ מאַטעריאַל Ag-paste פֿאָרמירט אַ קוואַזי-pn קנופּ, וואָס איז פֿאַראַנטוואָרטלעך פֿאַרן פֿאָטאָוואָלטאַישן נאַטור פֿון YBCO קעראַמיק בײַ הויכע טעמפּעראַטורן. די אויבנדערמאָנטע אָבסערוואַציעס באַלויכטן דעם PV־עפֿעקט אין הויך־טעמפּעראַטור סופּערקאַנדאַקטינג YBCO קעראַמיק און באַפֿלאַסטערן דעם וועג צו נײַע אַפּליקאַציעס אין אָפּטאָעלעקטראָנישע דעוויסעס ווי שנעלע פּאַסיווע ליכט־דעטעקטאָרן און אײַנציקע פֿאָטאָן־דעטעקטאָרן.

די פאָטאָוואָלטאַישע עפֿעקט עקספּערימענטן זענען דורכגעפֿירט געוואָרן אויף אַ YBCO קעראַמישער מוסטער פֿון 0.52 מם גרעב און 8.64 × 2.26 מם² רעכטעקיקע פֿאָרעם און באַלויכטן דורך אַ קאָנטינויִערלעכן כוואַליע בלוי-לאַזער (λ = 450 נם) מיט אַ לאַזער פֿלעק גרייס פֿון 1.25 מם אין ראַדיוס. ניצן אַ גרויסן מאַטעריאַל אַנשטאָט אַ דין-פֿילם מוסטער דערמעגלעכט אונדז צו שטודירן די פאָטאָוואָלטאַישע אייגנשאַפֿטן פֿון דעם סופּערקאַנדאַקטאָר אָן זיך צו דאַרפֿן באַשעפֿטיקן מיטן קאָמפּלעקסן השפּעה פֿון דעם סאַבסטראַט6,7. דערצו, קען דער גרויסער מאַטעריאַל זיין נוצלעך צוליב זיין פּשוטער צוגרייטונג פּראָצעדור און רעלאַטיוו נידעריקן קאָסטן. די קופּער דראָטן זענען קאָכערד אויף דעם YBCO מוסטער מיט זילבער פּאַסטע, פֿאָרמענדיק פֿיר קייַלעכדיקע עלעקטראָדן פֿון בערך 1 מם אין דיאַמעטער. די דיסטאַנץ צווישן די צוויי וואָולטאַזש עלעקטראָדן איז בערך 5 מם. IV קעראַקטעריסטיקס פֿון דעם מוסטער זענען געמאָסטן געוואָרן מיטן וויבראַציע מוסטער מאַגנעטאָמעטער (VersaLab, Quantum Design) מיט אַ קוואַרץ קריסטאַל פֿענצטער. אַ סטאַנדאַרט פֿיר-דראָט מעטאָד איז געניצט געוואָרן צו באַקומען די IV קורוועס. די רעלאַטיווע פּאָזיציעס פֿון עלעקטראָדן און דעם לאַזער פֿלעק ווערן געוויזן אין פֿיגור 1i.

ווי אזוי צו ציטירן דעם ארטיקל: יאנג, פ. און אנדערע. דער אָנהייב פון פאָטאָוואָלטאַישן עפֿעקט אין סופּערקאַנדאַקטינג YBa2Cu3O6.96 קעראַמיקס. וויסנשאַפטלעכע רעפּ. 5, 11504; דוי: 10.1038/srep11504 (2015).

טשאַנג, סי. על., קליינהאַמעס, א., מאָולטאָן, וו. ג. און טעסטאַרדי, ל.ר. סימעטריע-פאַרבאָטן לאַזער-ינדוסט וואָולטידזשעס אין YBa2Cu3O7. פיז. רעוו. ב 41, 11564–11567 (1990).

קוואָק, ה.ס., זשענג, דזש.פּי. און דאָנג, ס.י. דער אָנהייב פֿון דעם אַנאָמאַלן פֿאָטאָוואָלטאַישן סיגנאַל אין י-באַ-קו-אָ. פֿיז. רעוו. ב 43, 6270–6272 (1991).

וואַנג, ל.פּ., לין, דזש.ל., פענג, ק.ר. און וואַנג, גו.וו. מעסטונג פון לאַזער-אינדוצירטע וואָולטאַזשן פון סופּערקאַנדאַקטינג בי-סר-קאַ-קו-אָ. פיז. רעוו. ב 46, 5773–5776 (1992).

טייט, ק.ל., און אנדערע. טראַנזיענטע לאַזער-ינדוסט וואָולטאַזשן אין צימער-טעמפּעראַטור פילמען פון YBa2Cu3O7-x. דזש. אַפּפּל. פיז. 67, 4375–4376 (1990).

קוואָק, ה.ס. און זשענג, דזש.פּי. אַנאָמאַלע פאָטאָוואָלטאַישע רעאַקציע אין YBa2Cu3O7. פיז. רעוו. ב 46, 3692–3695 (1992).

מוראַאָקאַ, י., מוראַמאַצו, ט., יאַמאַוראַ, דזש. & היראָי, ז. פאָטאָגענערירטע לאָך טרעגער אינדזשעקשאַן צו YBa2Cu3O7−x אין אַן אָקסייד העטעראָסטרוקטור. אַפּפּל. פיז. לעט. 85, 2950–2952 (2004).

אסאקורא, ד. און אנדערע. פאטאעמיסיע שטודיע פון ​​YBa2Cu3Oy דין פילמען אונטער ליכט באלויכטונג. פיז. רעוו. לעט. 93, 247006 (2004).

יאַנג, פ. און אַנדערע. פאָטאָוואָלטאַישער ווירקונג פון YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3 :Nb העטעראָדזשאַנקשאַן אויסגעגליט אין פאַרשידענע זויערשטאָף פּאַרציעלע דרוק. מאַטער. לעט. 130, 51–53 (2014).

אַמינאָוו, בי. עי. און אַנדערע. צוויי-גאַפּ סטרוקטור אין Yb(Y)Ba2Cu3O7-x איינציקע קריסטאַלן. דזש. סופּערקאָנד. 7, 361–365 (1994).

קאַבאַנאָוו, וו.וו., דעמסאַר, דזש., פּאָדאָבניק, ב. און מיכאַילאָוויטש, ד. קוואַזיפּאַרטיקל רעלאַקסאַציע דינאַמיק אין סופּערקאָנדוקטאָרן מיט פֿאַרשידענע גאַפּ סטרוקטורן: טעאָריע און עקספּערימענטן אויף YBa2Cu3O7-δ. פיז. רעוו. ב 59, 1497–1506 (1999).

זון, דזש. אר., שיאָנג, סי. עם., זשאַנג, יז. און שען, בי. ג. רעקטיפיצירנדיקע אייגנשאַפטן פון די YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3 :Nb העטעראָדזשונקשאַן. אַפּפּל. פיז. לעט. 87, 222501 (2005).

קאַמאַראַס, ק., פּאָרטער, סי די, דאָס, מג, הער, ס ל & טאַנער, ד ב עקסיטאָנישע אַבזאָרפּציע און סופּערקאַנדאַקטיוויטי אין YBa2Cu3O7-δ. פיז. רעוו. לעט. 59, 919–922 (1987).

יו, ג., העגער, עי דזשעי און סטאַקי, ג. טראַנזיענטע פאָטאָ-אינדוצירטע קאַנדאַקטיוויטי אין האַלב-קאַנדאַקטינג איינציקע קריסטאַלן פון YBa2Cu3O6.3: זוכן פֿאַר פאָטאָ-אינדוצירטע מעטאַלישע צושטאַנד און פֿאַר פאָטאָ-אינדוצירטע סופּערקאַנדאַקטיוויטי. סאָליד סטעיט קאָמון. 72, 345–349 (1989).

מאַקמילאַן, WL טונעלינג מאָדעל פון די סופּערקאַנדאַקטינג פּראַקסימאַטי ווירקונג. פיז. רעוו. 175, 537–542 (1968).

געראן, ס. און אנדערע. סופּערקאַנדאַקטינג פּראַקסימאַטי ווירקונג געפּרוּווט אויף אַ מעזאָסקאָפּיש לענג וואָג. פיז. רעוו. לעט. 77, 3025–3028 (1996).

אנונציאַטאַ, ג. און מאַנסק, ד. נאָענטקייט ווירקונג מיט נישט-צענטראָסיממעטרישע סופּערקאָנדוקטאָרן. פיז. רעוו. ב 86, 17514 (2012).

קוו, עף-עם און אנדערע. שטארקע סופערקאנדוקטינג נאנטקייט עפעקט אין פּב-בי2טע3 כייבריד סטרוקטורן. סיי. רעפּ. 2, 339 (2012).

טשאַפּין, ד.מ., פולער, סי.עס. און פּירסאָן, ג.ל. א נייע סיליקאָן פּי-ען דזשאַנקשאַן פאָטאָסעל פֿאַר קאָנווערטירן זונ - ראַדיאַציע אין עלעקטרישע קראַפט. דזש. אַפּ. פיז. 25, 676–677 (1954).

טאָמימאָטאָ, ק. אומריינקייט ווירקונגען אויף די סופּערקאַנדאַקטינג קאָוכירענס לענג אין Zn- אָדער Ni-דאָפּעד YBa2Cu3O6.9 איין קריסטאַלן. Phys. Rev. B 60, 114–117 (1999).

אַנדאָ, י. & סעגאַוואַ, ק. מאַגנעטאָרעזיסטענץ פון נישט-צווילינג YBa2Cu3Oy איינציקע קריסטאַלן אין אַ ברייטן קייט פון דאָפּינג: אַנאָמאַלע לאָך-דאָפּינג אָפּהענגיקייט פון דער קאָוכירענץ לענג. פיז. רעוו. לעט. 88, 167005 (2002).

אבערטעלי, ס.ד. און קופער, דזש.אר. סיסטעמאטיק אין דער טערמאעלעקטרישער קראפט פון הויך-ט, אקסיידן. פיז. רעוו. ב. 46, 14928–14931, (1992).

סוגאי, ס. און אנדערע. טרעגער-דענסיטי-אפהענגיקע מאָמענטום פארשיבונג פון די קאָוכירענט שפּיץ און די LO פאָנאָן מאָדע אין פּ-טיפּ הויך-Tc סופּערקאָנדוקטאָרן. פיז. רעוו. ב 68, 184504 (2003).

נאָדזשימאַ, ט. און אַנדערע. לאָך רעדוקציע און עלעקטראָן אַקומולאַציע אין YBa2Cu3Oy דין פילמען ניצן אַן עלעקטראָכעמישע טעכניק: באַווייַז פֿאַר אַ n-טיפּ מעטאַלישן צושטאַנד. Phys. Rev. B 84, 020502 (2011).

טונג, ר.ט. די פיזיק און כעמיע פון ​​דער שאָטקי באַריער הייך. אַפּפּל. פיז. לעט. 1, 011304 (2014).

סאַי-האַלאַס, גאַ, טשי, סי סי, דענענשטיין, א. & לאַנגענבערג, ד"נ עפֿעקטן פֿון דינאַמישער עקסטערנער פּאָר ברייקינג אין סופּערקאַנדאַקטינג פֿילמען. פֿיז. רעוו. לעט. 33, 215–219 (1974).

ניעוואַ, ג. און אַנדערע. פאָטאָ-אינדוצירטע פֿאַרשטאַרקונג פֿון סופּערקאַנדאַקטיוויטי. אַפּפּל. פֿיז. לעט. 60, 2159–2161 (1992).

קודינאוו, ווי. און אנדערע. אנהאלטנדיקע פאטאקאנדוקטיוויטעט אין YBa2Cu3O6+x פילמען אלס א מעטאד פון פאטאדאפינג צו מעטאלישע און סופערקאנדוקטינג פאזעס. פיז. רעוו. ב. 14, 9017–9028 (1993).

מאַנקאָווסקי, ר. און אַנדערע. נישט-לינעאַרע גיטער דינאַמיק ווי אַ באַזע פֿאַר פֿאַרבעסערטע סופּערקאַנדאַקטיוויטי אין YBa2Cu3O6.5. נאַטור 516, 71–74 (2014).

פאַוסטי, ד. און אַנדערע. ליכט-אינדוצירטע סופּערקאַנדאַקטיוויטי אין אַ סטרייפּ-אָרדערד קאַפּראַט. וויסנשאַפֿט 331, 189–191 (2011).

על-אדאווי, מ.ק. און אל-נואים, יא. די טעמפעראטור פונקציאנעלע אפהענגיקייט פון VOC פאר א זונ - צעל אין באציאונג צו איר עפעקטיווקייט נייער צוגאנג. דעזאלינאציע 209, 91–96 (2007).

ווערנאן, ס.מ. און אנדרסאן, וו.א. טעמפעראטור עפעקטן אין שאטקי-באַריער סיליקאן זונ - צעלן. אפּל. פיז. לעט. 26, 707 (1975).

קאַץ, עאַ, פאַימאַן, ד. & טולאַדהאַר, ס.מ. טעמפּעראַטור אָפּהענגיקייט פֿאַר די פאָטאָוואָלטאַיק מיטל פּאַראַמעטערס פון פּאָלימער-פולערען זונ - סעלז אונטער אָפּערייטינג באדינגונגען. דזש. אַפּפּל. פיז. 90, 5343–5350 (2002).

די ארבעט איז געשטיצט געוואָרן דורך דער נאַציאָנאַלער נאַטוראַל וויסנשאַפֿט פֿונדאַציע פֿון כינע (גראַנט נומער 60571063), די פֿונדאַמענטאַלע פֿאָרשונג פּראָיעקטן פֿון הענאַן פּראָווינץ, כינע (גראַנט נומער 122300410231).

FY האט געשריבן דעם טעקסט פון דער פאפיר און MYH האט צוגעגרייט דעם YBCO קעראַמישן מוסטער. FY און MYH האבן דורכגעפירט דעם עקספערימענט און אנאליזירט די רעזולטאטן. FGC האבן געפירט דעם פראיעקט און די וויסנשאפטלעכע אינטערפרעטאציע פון ​​די דאטן. אלע מחברים האבן איבערגעקוקט דעם מאנוסקריפט.

די ווערק איז ליצענצירט אונטער א Creative Commons Attribution 4.0 אינטערנאציאנאלע ליצענץ. די בילדער אדער אנדערע דריט-פארטיי מאטעריאלן אין דעם ארטיקל זענען אריינגערעכנט אין דעם ארטיקל'ס Creative Commons ליצענץ, סיידן עס איז אנדערש אנגעצייכנט אין דער קרעדיט ליניע; אויב דער מאטעריאל איז נישט אריינגערעכנט אונטער דער Creative Commons ליצענץ, וועלן באנוצער דארפן באקומען דערלויבעניש פון דעם ליצענץ האלטער צו רעפראדוצירן דעם מאטעריאל. צו זען א קאפיע פון ​​דער ליצענץ, באזוכט http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

יאַנג, פ., האַן, מ. און טשאַנג, פ. דער אָנהייב פֿון פֿאָטאָוואָלטאַישן עפֿעקט אין סופּערקאַנדאַקטינג YBa2Cu3O6.96 קעראַמיק. סיי רעפּ 5, 11504 (2015). https://doi.org/10.1038/srep11504

דורך אריינשיקן א קאמענטאר שטימט איר צו צו פאלגן אונזערע תנאים און קהילה גיידליינז. אויב איר טרעפט עפעס באליידיגנד אדער וואס איז נישט אין איינקלאנג מיט אונזערע תנאים אדער גיידליינז, ביטע מארקירט עס אלס נישט פאסיג.