§. Stoletov tajribalari. Fotoeffekt

6. o’tishdagi fotoeffekt: -tipdagi yarimo’tkazgich bilan -tipdagi yarimo’tkazgichlarning kontaktini qaraymiz. Kontakt sohasida energetik zonalarning o’zaro siljishiga olib keluvchi zonalarning egrilanishi ro’y beradi (16.2, a-rasm). Rasmda shtrix chiziqlar bilan Fermi sathi (termodinamik muvozanat holatida -sohaning Fermi sathi -sohaning Fermi sathi bilan ustma-ust tushadilar), 1 bilan o’tkazuvchanlik zonasining osti va 2 bilan valent zonasining tepasi belgilangan. -sohada asosiy tashuvchilar teshiklar hisoblanadilar; ularning konskentratsiyasi o’tkazuvchanlik elektronlarining konsentratsiyasidan ko’p marta kattadir. -sohada teskari manzara kuzatiladi; u yerda elektronlar asosiy tashuvchilar hisoblanadilar. Elektronlarning konsentratsiyasi yuqori bo’lgan soha ( -soha) dan ularning konsentratsiyasi kichik bo’lgan soha ( -soha) ga diffuziyalanishiga balandligi ga teng bo’lgan potensial bar’yer to’sqinlik qiladi. – kontakt potensiallar farqi. Xuddi shuni teshiklarning diffuziyalanishiga ham qayd qilib o’tish mumkin. Boshqacha qilib aytganda, o’tishdagi kontakt potensiallar farqi asosiy tashuvchilarning «o’z» sohalaridan ketishiga to’sqinlik qiladi. Shu bilan u noasosiy tashuvchilarning boshqa sohaga o’tishiga yordamlashadi (biroq bunga mos keluvchi tashuvchilarning, ularning ketishi mumkin bo’lgan sohada yuqori konsentratsiyada ekanligi to’sqinlik qiladi).
Faraz qilaylik, -yarimo’tkazgichga tashqari tomondan energiyasi taqiqlangan zona kengligidan katta bo’lgan fotonlar oqimi tushayotgan bo’lsin (16.2, b-rasm). Fotonlar o’tkazuvchanlik elektronlarini va teshiklarni generatsiyalaydilar va bu hosil bo’lgan tashuvchilar -soha orqali o’tish yo’nalishida diffuziyalana boshlaydilar. O’tkazuvchanlik elektronlari -soha uchun noasosiy tashuvchilar bo’lganli uchun o’tishdagi ichki maydon ularni -sohaga «tortadi». Teshiklar esa -sohada asosiy tashuvchilar hisoblanadilar, shuning uchun o’tishdagi ichki maydon ularni tormozlaydi va orqasiga -sohaga qaytaradi. Natijada optik generatsiyalangan elektronlarning va teshiklarning fazoviy bo’linishi ro’y beradi; -yarimo’tkazgich musbat zaryad, -yarimo’tkazgich manfiy zaryad oladi, bu esa foto - EYK ning paydo bo’lishiga ekvivalentdir. Bunda -sohadagi va -sohadagi Fermi sathlari bir-biriga nisbatan ga siljiydi, bu yerda – foto - EYK; kontakt potensiallar farqi ga kamayadi (16.2 b-rasm).