Выпуски

 / 

2020

 / 

Апрель

  

Методические заметки


Баллистический и сдвиговый токи в теории фотогальванического эффекта


Институт автоматики и электрометрии СО РАН, просп. Акад. Коптюга 1, Новосибирск, 630090, Российская Федерация

Фотогальванический эффект (ФГЭ) в средах без центра симметрии — генерация токов в отсутствие полей и градиентов — широко исследовался в конце ХХ в. Результаты суммированы в обзорах и книгах. Недавнее новое повышение интереса к ФГЭ привело к появлению потока ошибочных теоретических и экспериментальных публикаций, в центре которых находится понятие сдвигового тока. Многочисленные работы в высокорейтинговых журналах игнорируют основы физической кинетики и предыдущие исследования ФГЭ. В частности, упущены доминирующие (или существенные) вклады в ток, обусловленные асимметрией распределения по скоростям электронов и дырок. В используемом базисном соотношении для сдвигового тока пренебрегается процессами релаксации и рекомбинации фотовозбуждённых электронов и дырок, что приводит к ненулевым токам в термическом равновесии. Цель этой заметки — указать и кратко аргументировать основные положения теории ФГЭ, объяснить сделанные ошибки, дать ссылки на детали и способствовать прогрессу в исследованиях эффекта.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
Ключевые слова: среды без центра симметрии, фотогальванический эффект, поляризационные свойства, баллистические токи, сдвиговые токи, кинетические процессы, асимметрия фотовозбуждения
PACS: 03.65.−w, 72.10.Bg, 72.10.−d, 72.40.+w, 73.50.Gr (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2019.06.038578
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2020/4/g/
Цитата: Стурман Б И "Баллистический и сдвиговый токи в теории фотогальванического эффекта" УФН 190 441–445 (2020)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 9 мая 2019, доработана: 10 июня 2019, 5 июня 2019

English citation: Sturman B I “Ballistic and shift currents in the bulk photovoltaic effect theoryPhys. Usp. 63 407–411 (2020); DOI: 10.3367/UFNe.2019.06.038578

Список литературы (43) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (4) Похожие статьи (20)

  1. Стурман Б И, Фридкин В М Фотогальванический эффект в средах без центра симметрии и родственные явления (М.: Наука, 1992)
  2. Sturman B I, Fridkin V M The Photovoltaic and Photorefractive Effects in Noncentrosymmetric Materials (Philadelphia, PA: Gordon and Breach Sci. Publ., 1992)
  3. Ivchenko E L Optical Spectroscopy of Semiconductor Nanostructures (Harrow: Alpha Science) 8 (2005)
  4. Young S M, Rappe A M Phys. Rev. Lett. 109 116601 (2012)
  5. Young S M, Zheng F, Rappe A M Phys. Rev. Lett. 109 236601 (2012)
  6. Daranciang D et al Phys. Rev. Lett. 108 087601 (2012)
  7. Brehm J A et al J. Chem. Phys. 141 204704 (2014)
  8. Wang F, Rappe A M Phys. Rev. B 91 165124 (2015)
  9. Zheng F et al J. Phys. Chem. Lett. 6 31 (2015)
  10. Tan L Z et al npj Comput. Mater. 2 16026 (2016)
  11. Ishizuka H, Nagaosa N New J. Phys. 19 033015 (2017)
  12. Ogawa N et al Phys. Rev. B 96 241203(R) (2017)
  13. Liu S, Zheng F, Rappe A M J. Phys. Chem. C 121 6500 (2017)
  14. Белиничер В И, Ивченко Е Л, Стурман Б И ЖЭТФ 83 649 (1982); Belinicher V I, Ivchenko E L, Sturman B I Sov. Phys. JETP 56 359 (1982)
  15. Белиничер В И, Стурман Б И УФН 130 415 (1980); Belinicher V I, Sturman B I Sov. Phys. Usp. 23 199 (1980)
  16. Белиничер В И, Стурман Б И ФТТ 20 821 (1978); Belinicher V I, Sturman B I Sov. Phys. Solid State 20 476 (1978)
  17. Андрианов A В и др ЖЭТФ 81 2080 (1981); Andrianov A V et al Sov. Phys. JETP 54 1105 (1981)
  18. Шелест В И, Энтин М В ФТП 13 2312 (1979); Shelest V I, Entin M V Sov. Phys. Semicond. 13 1353 (1979)
  19. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Квантовая механика: нерелятивистская теория (М.: Наука, 1989), §136; Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Quantum Mechanics. Non-Relativistic Theory (Oxford: Butterworth-Heinemann, 1991), §136
  20. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Статистическая физика Т. 2 (М.: Наука, 1978), Гл. 6; Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Statistical Physics Vol. 2 (Oxford: Pergamon Press, 1991), Ch.6
  21. Belinicher V I, Sturman B I Ferroelectrics 83 29 (1988)
  22. von Baltz R, Kraut W Phys. Rev. B 23 5590 (1981)
  23. Sipe J E, Shkrebtii A I Phys. Rev. B 61 5337 (2000)
  24. C&hato;té D, Laman N, van Driel H M Appl. Phys. Lett. 80 905 (2002)
  25. Bieler M et al Phys. Rev. B 76 161304(R) (2007)
  26. Loata G C et al J. Opt. Soc. Am. B 25 1261 (2008)
  27. Racu A M et al Opt. Lett. 34 2784 (2009)
  28. Kohli K K et al J. Opt. Soc. Am. B 28 470 (2011)
  29. Somma C et al Phys. Rev. Lett. 112 146602 (2014)
  30. Bieler M, Pierz K, Siegner U J. Appl. Phys. 100 083710 (2006)
  31. Бир Г Л, Пикус Г Е Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках (М.: Наука, 1972); Пер. на англ. яз., Bir G L, Pikus G E Symmetry and Strain-Induced Effects in Semiconductors (New York: Wiley, 1974)
  32. Belinicher V I, Novikov V N Phys. Status Solidi B 107 61 (1981)
  33. Al'perovich V L et al Ferroelectrics 45 139 (1982)
  34. Альперович В Л и др ФТТ 30 3111 (1988); Al'perovich V L et al Sov. Phys. Solid State 30 1788 (1988)
  35. Альперович В Л и др Письма в ЖЭТФ 33 573 (1981); Al'perovich V L et al JETP Lett. 33 557 (1981)
  36. Альперович В Л и др ФТТ 24 866 (1982); Al'perovich V L et al Sov. Phys. Solid State 24 488 (1982)
  37. Альперович В Л и др Письма в ЖЭТФ 31 581 (1980); Al'perovich V L et al JETP Lett. 31 546 (1980)
  38. Ивченко Е Л, Пикус Г Е, Расулов Р Я ФТТ 26 3362 (1984); Ivchenko E L, Pikus G E, Rasulov R Ya Sov. Phys. Solid State 26 2020 (1984)
  39. Лянда-Геллер Ю Б, Расулов Р Я ФТТ 27 945 (1985); Lyanda-Geller Yu B, Rasulov R Ya Sov. Phys. Solid State 27 577 (1985)
  40. Ивченко Е Л и др ФТП 18 93 (1984); Ivchenko E L et al Sov. Phys. Semicond. 18 55 (1984)
  41. Фридкин В М, Лазарев В Г, Шленский А Л Письма в ЖЭТФ 41 153 (1985); Fridkin V M, Lazarev V G, Shlenskii A L JETP Lett. 41 188 (1985)
  42. Fridkin V M IEEE Trans. 60 1551 (2013)
  43. Gu Z et al Phys. Rev. Lett. 118 096601 (2017)

© Успехи физических наук, 1918–2020
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение