акустомагнитоэлектрический эффект

АКУСТОМАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ - возникновение поперечной эдс под действием УЗ-волны в твёрдом проводнике, помещённом в магн. поле. А. э. обусловлен увлечением носителей заряда УЗ-волной (см. Акустоэлектрический эффект)и отклонением потоков носителей заряда магн. полем. При прохождении ультразвука через проводник с биполярной проводимостью (собств. полупроводник, полуметалл)возникают потоки электронов проводимости и дырок в направлении распространения УЗ. Под действием перпендикулярного к ним магн. поля эти потоки отклоняются в противоположные стороны. В результате возникает эдс (или ток в случае электрически замкнутого проводника) в направлении, перпендикулярном к магн, полю и к УЗ-потоку. Т. о., А. э. в биполярных проводниках аналогичен фотомагнитоэлектрическому эффекту с той разницей, что потоки электронов и дырок обусловлены не градиентом концентрации носителей, вызванным неоднородным освещением образца, а УЗ-волной.

В монополярных проводниках (примесных полупроводниках) происхождение А. э. сложнее. Если в направлении УЗ-потока образец электрически замкнут, то имеет место акустоэлектрич. эффект Холла, отличающийся от обычного Холла эффекта тем, что продольный (диссипативный) ток создаётся не внеш. электрич. полем, а УЗ-потоком. Если же в направлении распространения УЗ-потока образец разомкнут, то возникает акустоэлектрич. поле, к-рое компенсирует действие УЗ-волны на носители заряда так, что полный электрич. ток в направлении УЗ-потока будет равен нулю. Однако такая компенсация воздействия УЗ-потока акустоэлектрич. полем имеет место не для каждого электрона в отдельности, а лишь для нек-рого "среднего" электрона. Изменение распределения электронов по импульсам под действием УЗ-потока но своему виду существенно отличается от того, к-рое вызывается электрич. полем. Поэтому в зависимости от энергии для одних электронов преобладающим оказывается воздействие УЗ-потока, для других - воздействие компенсирующего акустоэлектрич. поля.

В результате при равенстве нулю полного акустоэлектрич. (продольного) тока в образце будут существовать взаимно компенсирующиеся "парциальные" токи, создаваемые группами энергетически разл. электронов. Вследствие зависимости времени свободного пробега электронов от их энергии ср. подвижности электронов в этих "парциальных" токах будут в общем случае различны. Токи Холла, образуемые этими группами электронов, не будут компенсировать друг друга, и в направлении, перпендикулярном к магн. полю и УЗ-потоку, возникнут отличные от нуля акустомагнито-электрич. ток (если образец замкнут в этом направлении) или эдс (если образец разомкнут). Величина и даже знак А. э. в примесных полупроводниках зависят от механизма рассеяния носителей заряда.

Акустомагнитоэлектрич. поле по порядку величины равно:

где е - заряд электрона, s - скорость звука, - коэфф. поглощения звука, W - плотность потока звуковой энергии, - подвижность носителей тока, n -- концентрация носителей тока, Н - напряжённость магн. поля.

А. э. возможен также в пленарной конфигурации, когда векторы звукового потока, магн. поля и акустомагнитоэлектрич. поля лежат в одной плоскости. В этом случае А. э. является эффектом, чётным по магн. полю.

Первоначально предсказанный теоретически, А. э. в дальнейшем был обнаружен экспериментально в (биполярных) полуметаллах (Bi, графит) и монополярных полупроводниках (InSb, Те). Подобно фотомагнитоэлектрич. эффекту, биполярный А. э. может быть использован для измерения скорости поверхностной рекомбинации и времени жизни носителей заряда в полупроводниках. Изучение А. э. в монополярных полупроводниках даёт информацию о механизмах рассеяния носителей.

Лит.: Гринберг А. А., Крамер Н. И., Акустомагнитный эффект в пьезоэлектрических полупроводниках, "ДАН СССР", 1964, т. 157, с. 79; Эпштеqн Э. М., Гуляев Ю. В., Акустомагнетоэлектрический эффект в проводниках с монополярной проводимостью, "ФТТ", 1967, т. 9, с. 376; Королюк А. П., Рой В. Ф., Акустомагнитоэлектрический эффект в теллуре, "ФТП", 1972, т. 6, с. 556; Гуляев Ю. В., Проклов В. В., Турсунов Ш. С., Наблюдение смены знака акустомагнетоэлсктрического эффекта в n-InSb, "ФТТ", 1976, т. 18, с. 1788; Проклов В. В., Герус А. В., Акустомагнитоэлектрический эффект в вырожденном n-InSb, "ФТП", 1977, т. И, с. 2187; Эпштейн Э. М., Планарный акустомагнетоэлектрический эффект в полупроводниках, "ФТТ", 1979, т. 21, с. 2853; Yamadа Т., Acoustomagnetoelectric effect in bismuth, "J. Phys. Soc. Jap.", 1965. v. 20, p. 1424; Коgami М., Таnaka S., Acoustomagnetoelectric and acoustoelectric effects in n-InSb an low temperature, там же, 1970, V. 30, p. 775. Э. М. Эпштейн.

   <<      Предметный указатель      >>