Теория АФН-эффекта с демберовским механизмом в полупроводниковых пленках

Abstract

В работе разработана теория АФН-эффекта (аномально-больших фотонапряжений) в полупроводниковых пленках с однородными микрообластями, связывающая величину и знак АФН с технологическими параметрами пленок и условиями освещения. Из полученного аналитического выражения вытекают, в частности, выражения для нормального, аномального демберэффектов, и при переходе в область сильного поглощения аномальный дембер-эффект переходит в нормальный. При этом должно выполняться не только условие сильного поверхностного поглощения и сильной генерации, но и условие κD >> S1,2 (где κ – коэффициент поглощения света, D – коэффициент диффузии, S1,2 – скорость поверхностной рекомбинации граней). Как пример, рассчитаны спектральные, люкс-вольтовые, угловые зависимости и зависимость АФН-эффекта от толщины. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных показы-вает, что в пленках реализуется случай аномального дембер-эффекта и перехода аномального дембер-эффекта в нормальный. На основе полученных результатов можно объяснить не только особенности АФН-эффекта, но и построить искусственные АФН-структуры.

У роботі розроблена теорія АФН-ефекту (аномально великих фотонапруг) у напівпровідникових плівках з однорідними мікрообластями, що зв’язує величину й знак АФН із технологічними параметрами плівок і умовами освітлення. З отриманого аналітичного виразу випливають, зокрема вирази для нормального, аномального демберефектів і при переході в область сильного поглинання аномальний дембер-ефект переходить у нормальний. При цьому повинна виконуватися не тільки умова сильного поверхневого поглинання й сильної генерації, але й умова κD >> S1,2 (де κ – коефіцієнт поглинання світла, D – коефіцієнт дифузії, S1,2 – швидкість поверхневої рекоммбінації граней). Як приклад, розраховані спектральні, люкс-вольтові, кутові залежності й залежність АФН-ефекту від товщини. Зіставлення розрахункових й експериментальних даних показує, що в плівках реалізується випадок аномального дембер-ефекту й переходу аномального демберефекту в нормальний. На основі отриманих результатів можна пояснити не тільки особливості АФН-ефекту, але й побудувати штучні АФН-структури.

It was worked out the theory of APV effect (anomalous high photo voltage) in semiconductor films with homogeneous micro regions connecting AVP and sign with technological film parameters and lighting condition. As a result of given analytic expression are the ones for normal, anomalous dember-effect which at transition to strong absorption field transform from anomalies to normal. In His case it must be carried out strong surface absorption and high generation condition, and κD >> S12 condition (κ – light absorption coefficient, D – diffusion coefficient, S12 – edge surface recombination velocity). For example, luxe-voltaic, angular, thickened dependences of AVP effect. Comparing measured and experimental data it was shown that in films was realized the case of anomalous dember effect and transition anomalous dember effect info normal. On the basis of given results it can be explained APV effect peculiarities and built artificial APV structures.