• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПРИ СПИНОВОМ РЕЗОНАНСЕ В КВАНТОВОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Чернышов, НН, Белоусов, АВ, Алкхавалдех, МАФ, Писаренко, ВМ, Рогозин, ИВ
Organization: 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова
ул. Костюкова -46, Белгород, 308012, Россия

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
14, пр. Науки, Харьков, 61166, Украина
E-mail: mykola.chernyshov@nure.ua

https://doi.org/10.15407/rej2018.02.004
Язык: английский
Аннотация: 

Предмет и цель работы. Статья посвящена исследованию фотогальванического эффекта в n-InSb при оптических переходах между спиновыми подзонами уровней Ландау для ультра квантового предела. Рассмотрена геометрия, когда поляризация перпендикулярна, а ток направлен вдоль магнитного поля. Эффект обусловлен кубическими членами в гамильтониане, существующими из-за отсутствия центра инверсии. Зависимость тока от магнитного поля имеет резонансный характер. Такой характер эффекта связан с резонансом в промежуточном состоянии и интерференцией амплитуд перехода второго порядка по релятивистским вкладам в гамильтониане. Целью работы является теоретическое и экспериментальное исследование фотогальванического эффекта при спиновом резонансе.

Методы и методология работы. В статье рассматривается фотогальванический эффект в оптических переходах между спиновыми подзонами уровней Ландау. Геометрия исследуемой системы следующая: поляризация электрического поля перпендикулярна, а ток направлен вдоль силовых линий магнитного поля. Расчет компонент магнитного поля и плотности тока проводился с использованием метода конечных элементов, который реализован в ПО ANSYS. Проанализирована зависимость плотности тока от напряженности магнитного поля. Эта зависимость имеет резонансный характер и содержит полевые вклады с четными и нечетными номерами. Этот эффект связан с резонансом в промежуточном состоянии и интерференцией амплитуд релятивистских вкладов второго порядка к гамильтониану.

Результаты работы. Практическая ценность и научная новизна заключаются в исследовании фотогальванического эффекта при спиновом резонансе. Поскольку рассматривается слабо поглощающая среда, наблюдается увеличение фотогальванического эффекта в результате расходимости среднего квадратичного модуля электрического поля. Практическое значение результатов заключается в разработке методики исследования зонных параметров, а слагаемые в гамильтониане могут приводить к электродипольным переходам и фототоку.

Заключение. Полученные результаты исследования фотогальванического эффекта дополняют экспериментальные измерения поглощения света в слабо поглощающей среде. Одни и те же компоненты в гамильтониане могут приводить к электрическим дипольным переходам.

Ключевые слова: асимметричная вероятность, волновой вектор, инверсия кристалла, спиновые уровни Ландау, фотогальванический эффект, циркуляционная поляризация, электродипольные переходы

Статья поступила в редакцию 29.03.2018
PACS: 33.80-b
УДК 621.039.05
Radiofiz. elektron. 2018, 23(2): 4-8
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Brouers, F., Henrioulle, N., Sarychev, A., 1996. In: Electrical Transport and Optical Properties of inhomogeneous media. Moscow: Scientific Centerfor Applyed Problems in Electrodynamics, p. 46.
  2. Kraut, W., Baltz, R., 1979. Anomalous bulk photovoltaic effect in ferroelectrics: a quadratic response theory.  Phys. Rev. B, 19(3), pp. 1548–1554. DOI: https://doi.org/ 10.1103/PhysRevB.19.1548
  3. Baltz, R., Kraut, V., 1978. A model calculation to explain the existence of bulk photo-current in ferroelectrics. Solid State Commun., 26(12), pp. 961–963. DOI: https://doi.org/10.1016/0038-1098(78)91262-0
  4. Chernyshov, N. N., Slusarenko, A. A., 2016. Study the photovoltaic effect in the spin resonance for crystals without inversion centre. In: Zbior artykulow naukowych / Inzynieria i technologia. Nauka wczoraj, dzis, jutro. Warszawa, Poland, 02.2016, pp. 53–58.
  5. Chernyshov, N. N., 2015. Conductivity of multi-component electron gas. Radioelectronics & informa-tics, 1(68), p. 23–25.