Mauruuru koe mo te toro ki nature.com. Kei te whakamahi koe i tetahi putanga tirotiro me te tautoko iti mo te CSS. Ki te whiwhi i te wheako tino pai, ka tūtohu kia whakamahi koe i tetahi kaitirotiro hou ake (whakawetohia te aratau hototahi ki Internet Explorer). I tenei wa, hei whakarite i te tautoko tonu, kei te whakaatuhia e matou te waahi kaore he momo me te JavaScript.
Ka ripoatahia e matou he paanga photovoltaic whakamiharo i roto i te YBa2Cu3O6.96 (YBCO) ceramic i waenga i te 50 me te 300 K i whakaawehia e te whakamarama puru-taiaho, e pa ana ki te superconductivity o YBCO me te YBCO-metallic electrode atanga. He hurihanga polarity mo te ngaohiko iahiko tuwhera Voc me te Isc iahiko poto i te wa e whakawhiti ana a YBCO mai i te superconducting ki te ahua parenga. E whakaatu ana matou kei te noho he hiko hiko puta noa i te atanga whakarewa superconductor-noa, e whakarato ana i te kaha wehenga mo nga takirua hiko-hiko-whakaahua. Ko tenei kaha atanga ka ahu mai i te YBCO ki te hiko whakarewa i te wa e kaha ana a YBCO me te huri ki te huarahi ke atu ka huri a YBCO ki te korekore. Ko te takenga mai o te kaha ka taea te hono ki te paanga tata ki te atanga whakarewa-superconductor i te wa e kaha ana a YBCO me te whakatau ko tona uara ki te ~ 10-8 mV i te 50 K me te kaha laser o 502 mW/cm2. Ko te whakakotahitanga o te momo momo-p YBCO i te ahua noa me te momo momo-n Ag-whakapiri ka hanga he hononga quasi-pn kei a ia te kawenga mo te whanonga photovoltaic o te YBCO ceramics i te wera nui. Ka taea e a maatau kitenga te huarahi ki nga tono hou o nga taputapu whakaahua-hiko me te whakamarama ake i te paanga tata ki te atanga superconductor-metal.
Ko te ngaohiko whaka-whakaahua i roto i nga superconductors teitei kua panuitia i te timatanga o te 1990's me te rangahau nui mai i tera wa, engari ko tona ahua me te tikanga kei te noho koretake1,2,3,4,5. YBa2Cu3O7-δ (YBCO) kiriata angiangi6,7,8, ina koa, ka tino akohia i roto i te ahua o te pūtau photovoltaic (PV) na tona aputa kaha e taea te whakarite9,10,11,12,13. Heoi, ko te kaha o te aukati o te tïpako ka arahi ki te iti o te huringa o te taputapu me te huna i nga taonga PV tuatahi o YBCO8. I konei ka ripoatahia e matou te paanga photovoltaic whakamiharo i whakaawehia e te rama-taiaho puru (λ = 450 nm) i roto i te YBa2Cu3O6.96 (YBCO) uku i waenga i te 50 me te 300 K (Tc ~ 90 K). Ka whakaatuhia e matou ko te paanga PV e pa ana ki te superconductivity o YBCO me te ahua o te atanga hiko YBCO-metallic. He hurihanga polarity mo te ngaohiko ara iahiko tuwhera Voc me te Isc iahiko poto i te wa e whakawhiti ana a YBCO mai i te wahanga superconducting ki te ahua parenga. Ko te whakaaro kei reira he pumanawa hiko puta noa i te atanga whakarewa superconductor-noa, e whakarato ana i te kaha wehenga mo nga takirua hiko-whakaahua-whakaahua. Ko tenei kaha atanga ka ahu mai i te YBCO ki te hiko whakarewa i te wa e kaha ana a YBCO me te huri ki te huarahi ke atu ka kore te tauira e kaha ki te kawe. Ko te takenga mai o te kaha ka hono noa ki te paanga tata14,15,16,17 i te atanga whakarewa-superconductor i te wa e kaha ana a YBCO me te whakatau ko tona uara ki te ~ 10−8 mV i te 50 K me te kaha laser o 502 mW /cm2. Ko te whakakotahitanga o te momo momo-p YBCO i te ahua noa me te momo-n ka hangai nga ahua Ag-whakapiri, te nuinga pea, he hononga quasi-pn te kawenga mo te whanonga PV o te YBCO ceramics i te pāmahana teitei. Ko o maatau tirohanga ka whakamarama ake i te takenga mai o te paanga PV i roto i te pāmahana teitei superconducting YBCO ceramics me te para i te huarahi mo tana tono i roto i nga taputapu optoelectronic penei i te kaitirotiro rama tere tere etc.
Ko te ahua 1a-c e whakaatu ana ko nga ahuatanga IV o te tauira uku YBCO i te 50 K. Ki te kore he whakamarama marama, ka noho tonu te ngaohiko puta noa i te tauira ki te kore me te huri i te waa, ka taea te tumanako mai i tetahi rauemi superconducting. Ka puta te awenga photovoltaic i te wa e anga ana te kurupae taiaho ki te cathode (Fig. 1a): ko nga pihi IV e whakarara ana ki te tuaka-I ka neke whakararo me te piki haere o te kaha taiaho. E kitea ana he ngaohiko toraro i puta mai i te whakaahua ahakoa karekau he naianei (ka kiia ko te ngaohiko ara iahiko tuwhera Voc). Ko te pikinga kore o te arai IV e tohu ana kei te kaha tonu te tauira i raro i te whakamarama laser.
(a–c) me te 300 K (e–g). I riro mai nga uara o V(I) ma te tahia i te ia mai i −10 mA ki te +10 mA i roto i te korehau. Ko tetahi waahanga o nga raraunga whakamatautau ka whakaatuhia mo te maarama. a, Ko nga ahuatanga ngaohiko o naianei o te YBCO i ine ki te waahi taiaho kua tuu ki te cathode (i). Ko nga pihi IV katoa ko nga raina tika whakapae e tohu ana kei te kaha tonu te tauira me te whakamaarama laser. Ka heke iho te ānau me te whakanui ake i te kaha taiaho, e tohu ana kei te noho he pumanawa toraro (Voc) i waenga i nga ngaohiko ngaohiko e rua ahakoa te kore o naianei. Ko nga pihi IV ka noho tonu karekau i te rereke ka tukuna te laser ki te pokapū o te tauira i te ether 50 K (b) ranei 300 K (f). Ka neke ake te raina whakapae i te wa e whakamarama ana te anode (c). Ka whakaatuhia he tauira hoahoa o te hononga whakarewa-superconductor i te 50 K i te d. Ko nga ahuatanga ngaohiko o naianei o te YBCO ahua noa i te 300 K i inehia me te kurupae taiaho e tohu ana ki te cathode me te anode ka hoatu ki te e me te g. He rereke ki nga hua i te 50 K, ko te pikinga kore-kore o nga raina tika e tohu ana kei te noho noa a YBCO; he rereke nga uara o te Voc me te kaha o te rama ki tetahi huarahi rereke, e tohu ana i tetahi momo momo wehenga utu. Ko te hanganga atanga pea i te 300 K e whakaatuhia ana i te hj Ko te tino pikitia o te tauira me nga arataki.
Ka taea e te YBCO te nui o te hāora i roto i te mana whakahaere nui te hopu i te tuāwhiorangi katoa o te ra na te iti rawa o te mokowhiti hiko (Eg)9,10, na reira ka hanga takirua irahiko-poka (e–h). Hei whakaputa i te ngaohiko ara iahiko tuwhera Voc ma te whakaurunga o nga whakaahua, me wehe mokowhiti nga whakaahua-hanga e takirua i mua i te pahekotanga18. Ko te Voc kino, e pa ana ki te cathode me te anode e tohuhia ana i te Fig. 1i, e tohu ana kei te noho he pumanawa hiko puta noa i te atanga whakarewa-superconductor, e purua ana nga irahiko ki te anode me nga rua ki te cathode. Mena koinei te take, me whai tohu pea mai i te superconductor ki te hiko whakarewa i te anode. No reira, ka puta he Voc pai mena ka whakamaramahia te waahi tauira e tata ana ki te anode. I tua atu, kia kaua he ngaohiko whakaahua i te wa e tohuhia ana te waahi laser ki nga waahi tawhiti atu i nga hiko. He pono ka kitea mai i te Fig. 1b,c!.
Ina neke te waahi marama mai i te electrode cathode ki te pokapū o te tauira (mo te 1.25 mm i tua atu i nga atanga), kaore he rereketanga o nga pihi IV me te kore Voc e kitea me te whakanui ake i te kaha laser ki te uara teitei e waatea ana (Fig. 1b) . Ko te tikanga, ka taea te whakatau i tenei hua ki te iti o te oranga o nga kaikawe whakaahua-whakaahua me te kore o te kaha wehenga i roto i te tauira. Ka taea te hanga takirua irahiko-poka i nga wa katoa e whakamarama ana te tauira, engari ko te nuinga o nga takirua e-h ka ngaro, karekau he paanga whakaahua hiko e kitea mena ka taka te waahi laser ki nga waahi tawhiti atu i tetahi o nga hiko. Ko te neke i te waahi taiaho ki nga hiko anode, ko nga pihi IV e whakarara ana ki te tuaka-I ka neke whakarunga me te whakanui ake i te kaha taiaho (Fig. 1c). He rite te mara hiko i hangaia i roto i te hononga whakarewa-superconductor i te anode. Heoi, ka hono te hiko hiko ki te arahi pai o te punaha whakamatautau i tenei wa. Ko nga kohao i mahia e te laser ka panaia ki te mata anode ka kitea he Voc pai. Ko nga hua e whakaatuhia ana i konei he taunakitanga kaha kei reira ano he atanga ka tohu mai i te superconductor ki te hiko whakarewa.
Ko te awenga Photovoltaic i roto i nga karamu YBa2Cu3O6.96 i te 300 K e whakaatuhia ana i te Whakaahua 1e–g. Ki te kore he whakamarama marama, ko te pihi IV o te tauira he raina tika e whakawhiti ana i te takenga mai. Ka neke whakarunga whakarara te raina tika ki te mea taketake me te whakanui ake i te kaha taiaho e whiti ana i nga arataki cathode (Fig. 1e). E rua nga take whakawhāiti mo te taputapu photovoltaic. Ko te ahua o te waahi-poto ka puta ina V = 0. Ko te ia i roto i tenei keehi ka kiia ko te iahiko poto (Isc). Ko te take whakawhāiti tuarua ko te ahuatanga ara iahiko-tuwhera (Voc) ka puta ina R→∞, ko te ia ranei he kore. Ko te ahua 1e e whakaatu marama ana he pai te Voc me te piki ake i te kaha o te marama, he rereke ki te hua i puta i te 50 K; i te wa e kitea ana he Isc kino ka piki ake te rahi me te whakamarama marama, he whanonga angamaheni o nga pūtau solar.
Waihoki, i te wa e tohuhia ana te kurupae laser ki nga waahi tawhiti atu i nga hiko, he motuhake te kurupae V (I) i te kaha o te laser me te kore he paanga photovoltaic i puta (Fig. 1f). He rite ki te inenga i te 50 K, ka neke nga pihinga IV ki te huarahi rereke i te mea ka whakahiahia te hiko anode (Fig. 1g). Ko enei hua katoa i whiwhi mo tenei punaha whakapiri YBCO-Ag i te 300 K me te taiaho kua whakahiahia ki nga waahi rereke o te tauira e rite ana ki te atanga ka taea te rereke ki tera i kitea i te 50 K.
Ko te nuinga o nga irahiko ka whakamatao i roto i a Cooper takirua i roto i te superconducting YBCO i raro i tona pāmahana whakawhiti Tc. I roto i te hiko whakarewa, ka noho tonu nga irahiko katoa ki te ahua kotahi. He rōnaki kiato nui mo nga irahiko kotahi me nga takirua Cooper kei te takiwa o te atanga whakarewa-superconductor. Ko nga irahiko kotahi te nuinga-kawe i roto i nga mea konganuku ka horapa ki roto i te rohe superconductor, engari ko te nuinga-kai kawe i nga takirua Cooper i te rohe YBCO ka horapa ki te rohe whakarewa. I te mea he maha ake nga utu o nga takirua a Cooper me te nui ake o te neke atu i nga irahiko kotahi ka rere mai i te YBCO ki roto i te rohe konganuku, ka mahue nga ngota pai ki muri, ka puta he papa hiko ki te rohe utu mokowhiti. Ko te ahunga o tenei papa hiko e whakaatuhia ana i te hoahoa hoahoa Fig. 1d. Ko te turamatanga o te whakaahua whakaahua tata ki te rohe utu mokowhiti ka taea te hanga takirua ka wehea, ka tahia atu ka whakaputa i te awa whakaahua ki te ahunga whakamuri. I te wa ka puta mai nga irahiko mai i te papa hiko hanga-i roto, ka whakapoapoa kia takirua, ka rere ki tetahi atu hiko kaore he parenga. I roto i tenei take, ko te Voc te anga ke ki te polarity kua tautuhia i mua me te whakaatu i te uara kino ka tohu te kurupae laser ki te waahi huri noa i te hiko kino. Mai i te uara o Voc, ka taea te whakatau tata te kaha puta noa i te atanga: ko te tawhiti i waenga i nga ngaohiko e rua nga arahi d he ~5 × 10−3 m, ko te matotoru o te atanga whakarewa-superconductor, di, kia rite te raupapa o te rahi. hei te roa o te hononga o te YBCO superconductor (~1 nm)19,20, tangohia te uara o Voc = 0.03 mV, te Vms pea i te atanga whakarewa-superconductor ka arotakea ki te ~10−11 V i te 50 K me te kaha taiaho o 502 mW/cm2, ma te whakamahi i te whārite,
E hiahia ana matou ki te whakanui i konei kaore e taea te whakamaarama i te ngaohiko a-whakaahua e te paanga waiariki whakaahua. Kua whakamatauria ko te whakarea Seebeck o te superconductor YBCO ko Ss = 021. Ko te whakarea Seebeck mo nga waea mata parahi kei te awhe o SCu = 0.34-1.15 μV/K3. Ko te pāmahana o te waea parahi i te waahi laser ka taea te whakaara ake e te iti o te 0.06 K me te kaha o te laser teitei e waatea ana i te 50 K. Ka taea e tenei te whakaputa i te kaha thermoelectric o 6.9 × 10−8 V e toru nga ota nui iti ake i te te Voc i whiwhi i te Fig 1 (a). Ka kitea he iti rawa te awenga thermoelectric ki te whakamarama i nga hua whakamatautau. Ko te tikanga, ka ngaro te rereketanga o te pāmahana na te whakamaarama laser i roto i te iti iho i te kotahi meneti kia kore ai e arohia te koha mai i te werawera.
Ko tenei paanga photovoltaic o YBCO i te pāmahana rūma e whakaatu ana he rereke te momo wehenga utu kei konei. Superconducting YBCO i roto i te āhua noa ko te rauemi p-momo me nga rua hei kawe utu22,23, i te konganuku Ag-whakapiri he āhuatanga o te rauemi momo n. He rite ki nga hononga pn, ko te whakamaaramatanga o nga irahiko i roto i te whakapiri hiriwa me nga kohao i te YBCO ceramic ka hanga he mara hiko o roto e tohu ana ki te ceramic YBCO i te atanga (Fig. 1h). Ko tenei mara o roto e whakarato ana i te kaha wehenga me te arahi ki te Voc pai me te Isc kino mo te punaha whakapiri YBCO-Ag i te pāmahana rūma, e whakaatuhia ana i te Whakaahua 1e. Hei tauira, ka taea e Ag-YBCO te hanga i te momo-p Schottky junction e arai ana hoki ki te atanga atanga e rite ana te polarity ki te tauira kua whakaatuhia i runga24.
Ki te tirotiro i te tukanga whanaketanga taipitopito o nga ahuatanga photovoltaic i te wa o te whakawhitinga superconducting o YBCO, i whangangahia nga pihi IV o te tauira i te 80 K me nga kaha laser kua tohua e whakamarama ana i te electrode cathode (Fig. 2). Ki te kore he irradiation taiaho, ka noho tonu te ngaohiko puta noa i te tauira ki te kore ahakoa he aha te ahua o naianei, e tohu ana i te ahua superconducting o te tauira i te 80 K (Fig. 2a). He rite ki nga raraunga i whiwhi i te 50 K, ko nga pihinga IV e whakarara ana ki te tuaka-I ka neke whakararo me te whakanui ake i te kaha o te laser kia tae ra ano te uara nui Pc. I runga ake i tenei kaha taiaho nui (Pc), ka uru te superconductor ki te whakawhiti mai i te wahanga superconducting ki te wahanga parenga; ka timata te ngaohiko ki te piki me te naianei na te ahua o te aukati i roto i te superconductor. Ko te hua o tenei, ka timata te kurupae IV ki te whakawhiti ki te tuaka-I me te tuaka-V e arahi ana ki te Voc kino me te Isc pai i te tuatahi. Inaianei kei te ahua motuhake te tauira i roto i te polarity o Voc me Isc he tino tairongo ki te kaha marama; me te iti rawa o te pikinga o te kaha marama ka huri a Isc mai i te pai ki te kino me te Voc mai i te kino ki te uara pai, ka pahemo i te takenga mai (ko te tairongo teitei o nga ahuatanga photovoltaic, ina koa ko te uara o Isc, ki te whakamarama marama ka tino kitea i te Fig. 2b). I te kaha o te laser teitei e waatea ana, ko nga pihi IV e whakaaro ana kia whakarara tetahi ki tetahi, e tohu ana i te ahua o te tauira YBCO.
Ko te pokapu wahi laser kei te noho huri noa i nga electrodes cathode (tirohia te Whakaahua 1i). a, ko nga pihi IV o te YBCO i rarihia ki nga kaha laser rereke. b (runga), Taiaho kaha ti'aturi o te ngaohiko ara iahiko tuwhera Voc me te Isc ia iahiko poto. Kaore e taea te whiwhi i nga uara Isc i te iti o te rama (< 110 mW/cm2) na te mea he whakarara nga pihi IV ki te tuaka-I i te wa e noho ana te tauira i te ahua superconducting. b (raro), te aukati rereke hei mahi mo te kaha o te laser.
Ko te whakawhirinaki kaha laser o Voc me Isc i te 80 K e whakaatuhia ana i te Whakaahua 2b (runga). Ka taea te korero mo nga ahuatanga photovoltaic i roto i nga rohe e toru o te kaha marama. Ko te rohe tuatahi kei waenganui i te 0 me te Pc, kei te kaha te whakahaere a YBCO, he kino te Voc me te heke (ka piki te uara tino) me te kaha marama me te eke ki te iti rawa i te Pc. Ko te rohe tuarua mai i te Pc ki tetahi atu tino kaha P0, ka piki ake te Voc i te wa e heke iho ana a Isc me te piki haere o te kaha marama, ka tae ki te kore i te P0. Ko te rohe tuatoru kei runga ake i te P0 kia tae ra ano te ahua o YBCO. Ahakoa he rereke te ahua o te Voc me te Isc me te kaha o te marama i te ahua o te rohe 2, he rereke te polarity i runga ake i te kaha nui P0. Ko te hiranga o te P0 karekau he awenga photovoltaic me te rereke o te tikanga wehenga utu i tenei wa. Ko te tauira YBCO ka kore-superconducting i roto i tenei awhe o te kaha marama engari ko te ahua noa kaore ano kia tae.
Maamaa, ko nga ahuatanga photovoltaic o te punaha e tino hono ana ki te superconductivity o YBCO me tana whakawhitinga superconducting. Ko te parenga rereke, dV / dI, o YBCO e whakaatuhia ana i te Whakaahua 2b (raro) hei mahi mo te kaha o te laser. Ka rite ki te korero i mua ake nei, ko te hanga-i roto i te hiko hiko i roto i te atanga na te Cooper takirua nga tohu tohatoha mai i te superconductor ki te whakarewa. He rite ki tera i kitea i te 50 K, ka whakanuia te paanga photovoltaic me te whakanui ake i te kaha laser mai i te 0 ki te Pc. Ka eke te kaha o te taiaho ki te uara ki runga ake i te Pc, ka tiimata te pihinga IV ka tiimata te puta mai o te parenga o te tauira, engari kaore ano kia huri te polarity o te atanga. Ko te paanga o te whakaihiihi whatu i runga i te superconductivity kua tirotirohia i roto i te rohe kitea, tata-IR ranei. Ahakoa ko te mahi matua ko te wawahi i nga takirua Cooper me te whakangaro i te superconductivity25,26, i etahi wa ka taea te whakaniko i te whakawhitinga superconductivity27,28,29, ka taea ano te whakauru i nga waahanga hou o te superconductivity30. Ko te kore o te superconductivity i te Pc ka taea te kii ki te pakaru o te takirua whakaahua. I te pito P0, ka kore te kaha puta noa i te atanga, e tohu ana ko te kiato utu i nga taha e rua o te atanga ka eke ki te taumata kotahi i raro i tenei kaha o te whakamarama marama. Ka piki ake te kaha o te taiaho ka nui ake nga takirua Cooper ka ngaro, ka huri haere te YBCO ki te momo momo-p. Engari i te irahiko me te mahi takirua takirua, ko te ahuatanga o te atanga ka whakatauhia e te irahiko me te kohao ka puta he hurihanga polarity o te papa hiko i roto i te atanga, na reira he Voc pai (whakaritea te Fig.1d,h). I te kaha taiaho tino teitei, ka tau te parenga rereke o YBCO ki te uara e rite ana ki te ahua noa, ka rere ke te ahua o te Voc me te Isc me te kaha taiaho (Fig. 2b). Ko tenei kitenga e whakaatu ana ko te irradiation taiaho i runga i te YBCO ahua noa ka kore e huri i tona parenga me te ahuatanga o te atanga superconductor-whakarewa engari ka whakanui noa i te kukū o nga takirua hiko-hiko.
Hei whakatewhatewha i te paanga o te pāmahana ki runga i nga ahuatanga photovoltaic, i rarihia te punaha whakarewa-superconductor i te cathode me te laser puru o te kaha 502 mW/cm2. Ko nga pihi IV i whiwhi i nga pāmahana kua tohua i waenga i te 50 me te 300 K ka whakaatuhia i te Whakaahua 3a. Ko te ngaohiko ara iahiko tuwhera Voc, te iahiko iahiko poto Isc me te parenga rereke ka taea te tiki mai i enei pihi IV ka whakaatuhia ki te Whakaahua 3b. Ki te kore he whakamarama marama, ko nga pihi IV katoa i inehia i nga rereke rereke ka whakawhiti i te takenga mai i te mea e tumanakohia ana (whakauru o te Whakaahua 3a). Ko nga ahuatanga IV ka tino rerekee me te piki haere o te pāmahana ka whakamaramahia te punaha e te kurupae laser tino kaha (502 mW/cm2). I te iti o te mahana ko nga pihi IV he raina tika e whakarara ana ki te tuaka-I me nga uara kino o Voc. Ka neke whakarunga tēnei ānau me te piki haere o te pāmahana, ā, ka huri haere ki te rārangi me te titaha korekore i te pāmahana nui Tcp (Whakaahua 3a (runga)). Te ahua nei ka huri katoa nga pihinga ahua IV ki tetahi ira o te hauwhā tuatoru. Ka piki ake te Voc mai i te uara toraro ki te uara pai ka heke te Isc mai i te uara pai ki te uara kino. I runga ake i te pāmahana whakawhiti nui Tc o YBCO, he rereke te rereke o te pihi IV ki te pāmahana (raro o te Whakaahua 3a). Tuatahi, ka neke te pokapū hurihanga o nga pihi IV ki te hauwhā tuatahi. Tuarua, ka heke haere tonu a Voc me te piki haere o te Isc me te piki haere o te pāmahana (te tihi o te Whakaahua 3b). Tuatoru, ko te pikinga o nga pihinga IV ka piki ake i te taha o te pāmahana ka puta he whakarea pāmahana pai mo te YBCO (raro o te 3b).
Te whakamaaramatanga o nga ahuatanga photovoltaic mo te punaha whakapiri YBCO-Ag i raro i te whakamarama laser 502 mW/cm2.
Ko te pokapu wahi laser kei te noho huri noa i nga electrodes cathode (tirohia te Whakaahua 1i). a, ko nga pihi IV i whiwhi mai i te 50 ki te 90 K (runga) me te 100 ki te 300 K (raro) me te pikinga o te pāmahana o te 5 K me te 20 K, ia. Ko te whakauru a ka whakaatu i nga ahuatanga IV i te maha o nga mahana i roto i te pouri. Ka whakawhiti nga pihinga katoa ki te waahi takenga. b, ngaohiko ara iahiko tuwhera Voc me te ara iahiko poto Isc (runga) me te parenga rereke, dV/dI, o YBCO (raro) hei mahi o te pāmahana. Ko te parenga kore o te pāmahana whakawhiti superconducting Tcp kaore i hoatu na te mea he tata rawa ki Tc0.
E toru nga wera nui ka taea te mohio mai i te Whakaahua 3b: Tcp, kei runga ake ko YBCO te kore-superconducting; Tc0, i reira Voc me Isc riro kore me Tc, te timatanga superconducting pāmahana whakawhiti o YBCO kahore irradiation taiaho. Kei raro iho i te Tcp ~ 55 K, ko te YBCO kua whakahiahia te taiaho kei roto i te ahua superconducting me te kukū ahua teitei o nga takirua Cooper. Ko te painga o te irradiation taiaho ko te whakaiti i te parenga kore superconducting pāmahana whakawhiti mai i te 89 K ki ~ 55 K (raro o te Fig. 3b) ma te whakaiti i te kukū takirua Cooper i tua atu ki te whakaputa i te ngaohiko photovoltaic me te naianei. Ko te piki ake o te pāmahana ka pakaru ano nga takirua Cooper ka iti ake te kaha o te atanga. No reira, ka iti ake te uara tuturu o Voc, ahakoa he rite te kaha o te whakamarama laser. Ka iti ake, ka iti ake te kaha atanga me te piki ake o te pāmahana ka eke ki te kore i Tc0. Karekau he paanga photovoltaic i tenei waahi motuhake na te mea karekau he waahi o roto hei wehe i nga takirua hiko-a-whakaahua-whakaahua. Ko te hurihanga polarity o te kaha ka puta ake i runga ake i tenei pāmahana tino nui na te mea he nui ake te kiato utu kore utu i te whakapiri Ag i tera i YBCO ka hoki whakamuri ki tetahi rauemi momo-p. I konei e hiahia ana matou ki te whakanui ko te hurihanga polarity o Voc me Isc ka puta i muri tonu i te whakawhitinga superconducting kore, ahakoa te take o te whakawhiti. Ko tenei tirohanga e whakaatu marama ana, mo te wa tuatahi, te hononga i waenga i te superconductivity me nga paanga photovoltaic e pa ana ki te kaha atanga whakarewa-superconductor. Ko te ahua o tenei kaha puta noa i te atanga whakarewa superconductor-normal he rangahau rangahau mo nga tekau tau kua hipa engari he maha nga patai kei te tatari tonu kia whakautua. Ko te inenga o te awe whakaahua he huarahi whai hua mo te torotoro i nga korero (penei i tona kaha me te polarity me etahi atu) o tenei pumanawa nui, na reira ka whakamarama i te paanga tata o te wera nui.
Ko te piki ake o te pāmahana mai i te Tc0 ki te Tc ka iti ake te kukū o nga takirua Cooper me te whakarei ake i te kaha atanga me te nui ake o te Voc. I Tc ka noho kore te kukū takirua Cooper ka eke te kaha hanga-i roto i te atanga ki te morahi, ka hua ko te Voc morahi me te Isc iti. Ko te piki tere o te Voc me te Isc (te uara tino) i roto i tenei awhe pāmahana e rite ana ki te whakawhitinga superconducting i whakawhānuihia mai i te ΔT ~ 3 K ki ~ 34 K na te laser irradiation o te kaha 502 mW / cm2 (Fig. 3b). I roto i nga ahuatanga noa i runga ake i te Tc, ka heke te ngaohiko ara iahiko tuwhera Voc ki te pāmahana (runga o te Fig. 3b), he rite ki te whanonga raina a Voc mo nga pūtau solar noa i runga i nga hononga pn31,32,33. Ahakoa he iti ake te tere o te huringa o te Voc me te pāmahana (−dVoc/dT), e whakawhirinaki nui ana ki te kaha taiaho, i tera o nga pūtau solar noa, ko te whakarea pāmahana o Voc mo te hononga YBCO-Ag he rite tonu te raupapa o te rahi ki tera. o nga pūtau solar. Ka piki ake te rerenga rerenga o te hononga pn mo tetahi taputapu pūtau solar ma te piki ake o te pāmahana, ka heke te Voc i te pikinga o te pāmahana. Ko nga kurupae IV raina e kitea ana mo tenei punaha Ag-superconductor, na te mea tuatahi he iti rawa te atanga atanga me te tuarua ko te hononga whakamuri-ki-muri o nga heterojunctions e rua, he uaua ki te whakatau i te rerenga rerenga. Heoi ano, ko te ahua o te ahua o te whakamaaramatanga o te rerenga rerenga te kawenga mo te whanonga Voc i kitea i roto i a maatau whakamatautau. E ai ki te whakamaramatanga, ko te Isc te naianei e hiahiatia ana hei whakaputa i te ngaohiko kino hei utu i a Voc kia kore te ngaohiko katoa. I te pikinga o te pāmahana, ka iti ake te Voc kia iti ake te naianei hei whakaputa i te ngaohiko kino. I tua atu, ka piki ake te parenga o YBCO ki runga ake i te Tc (raro o te Fig. 3b), ka whai waahi ano ki te iti ake o te uara tino o Isc i nga wera teitei.
A hi'o na e te mau hotu i horoahia i roto i te Figs 2,3 e noaa mai na roto i te laser irradiating i te vahi haaati i te cathode electrodes. Kua tukuna ano nga inenga me te waahi laser kua tuu ki te anode me nga ahuatanga IV rite me nga ahuatanga photovoltaic kua kitea engari ko te polarity o Voc me Isc kua huri i tenei keehi. Ko enei raraunga katoa ka arahi ki tetahi tikanga mo te paanga photovoltaic, e hono tata ana ki te atanga superconductor-metal.
I roto i te whakarāpopototanga, kua ine nga āhuatanga IV o te laser irradiated superconducting YBCO-Ag whakapiri pūnaha rite mahi o te pāmahana me te taiaho kaha. Kua kitea te awenga o te photovoltaic i roto i te awhe pāmahana mai i te 50 ki te 300 K. Ka kitea ko nga ahuatanga photovoltaic e tino hono ana ki te superconductivity o te YBCO ceramics. Ko te hurihanga polarity o Voc me te Isc ka puta i muri tonu mai i te whakahuri-whakaahua-whakaahua ki te whakawhiti-kore. Ko te ti'aturi o te pamahana o Voc me te Isc i inehia i te kaha taiaho whakapumau e whakaatu ana hoki i te hurihanga polarity motuhake i te pāmahana tino nui i runga ake nei ka kaha te tauira. Ma te kimi i te waahi taiaho ki nga waahanga rereke o te tauira, ka whakaatuhia e maatau he hiko hiko puta noa i te atanga, e whakarato ana i te kaha wehenga mo nga takirua hiko-hiko-whakaahua. Ko tenei kaha atanga ka ahu mai i te YBCO ki te hiko whakarewa i te wa e kaha ana a YBCO me te huri ki te huarahi ke atu ka kore te tauira e kaha ki te kawe. Ko te takenga mai o te kaha pea ka hono noa ki te paanga tata ki te atanga whakarewa-superconductor i te wa e kaha ana a YBCO me te kiia ko ~10−8 mV i te 50 K me te kaha taiaho o 502 mW/cm2. Ko te whakapiringa o te momo momo-p YBCO kei te ahua noa me te momo momo-n Ko te Ag-whakapiri ka hanga he hononga quasi-pn kei a ia te kawenga mo te whanonga photovoltaic o nga karamu YBCO i te wera nui. Ko nga tirohanga i runga ake nei ka whakamarama i te paanga o te PV i roto i te pāmahana teitei superconducting YBCO ceramics me te para i te huarahi ki nga tono hou i roto i nga taputapu optoelectronic penei i te puhoi rama tere tere me te kaitirotiro whakaahua kotahi.
I mahia nga whakamatautau huanga whakaahua i runga i te tauira uku YBCO o te 0.52 mm te matotoru me te 8.64 × 2.26 mm2 te ahua tapawha me te whakamarama e te ngaru puru-taiaho tonu (λ = 450 nm) me te rahi o te waahi taiaho o te 1.25 mm te radius. Ma te whakamahi i te nuinga o te tauira kiriata angiangi ka taea e tatou te ako i nga ahuatanga photovoltaic o te superconductor me te kore e pa ki te awe uaua o te substrate6,7. I tua atu, ka taea e te nuinga o nga rawa te pai mo tana tikanga whakarite ngawari me te utu iti. Ko nga waea mata parahi ka honoa ki runga i te tauira YBCO me te whakapiri hiriwa e wha nga hiko porohita mo te 1 mm te whanui. Ko te tawhiti i waenganui i nga hiko hiko e rua he 5 mm. I inehia nga ahuatanga IV o te tauira ma te whakamahi i te tauira wiri aukumete (VersaLab, Quantum Design) me te matapihi karaihe kiripaka. I whakamahia nga tikanga waea e wha hei tiki i nga pihi IV. Ko nga waahi honohono o nga hiko me te waahi laser e whakaatuhia ana i te Whakaahua 1i.
Me pehea te tuhi i tenei tuhinga: Yang, F. et al. Te takenga mai o te awenga photovoltaic i roto i te superconducting YBa2Cu3O6.96 ceramics. Sci. Rep. 5, 11504; doi: 10.1038/srep11504 (2015).
Chang, CL, Kleinhammes, A., Moulton, WG & Testardi, LR Symmetry-aukati nga ngaohiko laser-whakaawe i roto i te YBa2Cu3O7. Phys. Rev. B 41, 11564–11567 (1990).
Kwok, HS, Zheng, JP & Dong, SY Te takenga mai o te tohu photovoltaic anomalous i Y-Ba-Cu-O. Phys. Rev. B 43, 6270–6272 (1991).
Wang, LP, Lin, JL, Feng, QR & Wang, GW Inenga o nga ngaohiko laser-whakaawe o te Bi-Sr-Ca-Cu-O superconducting. Phys. Rev. B 46, 5773–5776 (1992).
Tate, KL, et al. Ngaohiko taiaho-whakaawe i roto i nga kiriata rūma-mahana o YBa2Cu3O7-x. J. Appl. Phys. 67, 4375–4376 (1990).
Kwok, HS & Zheng, JP Anomaloous photovoltaic response in YBa2Cu3O7 . Phys. Rev. B 46, 3692–3695 (1992).
Muraoka, Y., Muramatsu, T., Yamaura, J. & Hiroi, Z. I werohia te kaikawe poka whakaahua ki te YBa2Cu3O7−x i roto i te hanganga hetero oxide. Appl. Phys. Ko Lett. 85, 2950–2952 (2004).
Asakura, D. et al. Ko te ako mo te whakamaaramatanga o nga kiriata angiangi a YBa2Cu3Oy i raro i te whakamarama marama. Phys. Rev. Lett. 93, 247006 (2004).
Yang, F. et al. Te awenga Photovoltaic o YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3 :Nb heterojunction kua whakahiahia i roto i nga rereke rereke o te pehanga hauora. Mater. Ko Lett. 130, 51–53 (2014).
Aminov, BA et al. Hanganga rua-Aputa i roto i nga tioata kotahi Yb(Y)Ba2Cu3O7-x. J. Supercond. 7, 361–365 (1994).
Kabanov, VV, Demsar, J., Podobnik, B. & Mihailovic, D. Quasiparticle relaxation dynamics in superconductors with different gap structures: Theory and experiments on YBa2Cu3O7-δ . Phys. Rev. B 59, 1497–1506 (1999).
Ra, JR, Xiong, CM, Zhang, YZ & Shen, BG Te whakatikatika i nga ahuatanga o te YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3 :Nb heterojunction. Appl. Phys. Ko Lett. 87, 222501 (2005).
Kamarás, K., Porter, CD, Doss, MG, Herr, SL & Tanner, DB Excitonic absorption and superconductivity in YBa2Cu3O7-δ . Phys. Rev. Lett. 59, 919–922 (1987).
Yu, G., Heeger, AJ & Stucky, G. Te kawe i te whakaahua i roto i nga tioata kotahi o te YBa2Cu3O6.3: rapua te ahua konukawata whakaahua me te superconductivity. Solid State Commun. 72, 345–349 (1989).
McMillan, WL Tauira Tunneling o te awenga tata superconducting. Phys. Rev. 175, 537–542 (1968).
Guéron, S. et al. Te awenga tata o te whakahaere i runga i te tauine roa mesoscopic. Phys. Rev. Lett. 77, 3025–3028 (1996).
Annunziata, G. & Manske, D. Painga tata me nga superconductors kore-centrosymmetric. Phys. Rev. B 86, 17514 (2012).
Qu, FM et al. He kaha te kaha o te mahi tata i roto i nga hanganga ranu Pb-Bi2Te3. Sci. Rep. 2, 339 (2012).
Chapin, DM, Fuller, CS & Pearson, GL He pūtau kirikiri pn junction hou mo te huri i te hihi o te ra ki te hiko hiko. J. App. Phys. 25, 676–677 (1954).
Tomimoto, K. Ko nga paanga o te poke ki te roa o te whakakotahitanga nui i roto i nga tioata kotahi a Zn-, Ni-doped YBa2Cu3O6.9 ranei. Phys. Rev. B 60, 114–117 (1999).
Ando, Y. & Segawa, K. Magnetoreresistance o Untwinned YBa2Cu3Oy tioata kotahi i roto i te whānuitanga o te doping: kohanga poka-doping ti'aturi o te roa hononga. Phys. Rev. Lett. 88, 167005 (2002).
Obertelli, SD & Cooper, JR Systematics i roto i te mana thermoelectric o tiketike-T, waikura. Phys. Rev. B 46, 14928–14931, (1992).
Sugai, S. et al. Ko te nekehanga o te torohaki-kiato-whakaaro o te tihi hono me te aratau phonon LO i roto i nga momo-p-tiketike-Tc superconductors. Phys. Rev. B 68, 184504 (2003).
Nojima, T. et al. Te whakaheke poka me te whakaemi irahiko i roto i nga kiriata angiangi YBa2Cu3Oy ma te whakamahi i te tikanga matū hiko: Nga taunakitanga mo te ahua n-momo konganuku. Phys. Rev. B 84, 020502 (2011).
Tung, RT Te ahupūngao me te matū o te teitei arai Schottky. Appl. Phys. Ko Lett. 1, 011304 (2014).
Sai-Halasz, GA, Chi, CC, Denenstein, A. & Langenberg, DN Nga Paanga o te Waahi Takirua Hihiko o waho i roto i nga Kiriata Superconducting. Phys. Rev. Lett. 33, 215–219 (1974).
Nieva, G. et al. Ko te whakarei ake i te whakaahua o te superconductivity. Appl. Phys. Ko Lett. 60, 2159–2161 (1992).
Kudinov, VI et al. Te mau tonu o te kawe whakaahua i roto i nga kiriata YBa2Cu3O6+x hei tikanga mo te tango whakaahua ki nga waahanga whakarewa me te whakangao nui. Phys. Rev. B 14, 9017–9028 (1993).
Mankowsky, R. et al. Ko nga hihiko reanga korerangi hei putake mo te whakakaha ake i te superconductivity i YBa2Cu3O6.5. Nature 516, 71–74 (2014).
Fausti, D. et al. Ko te superconductivity-marama i roto i te karaehe karaehe kua whakaritea. Pūtaiao 331, 189–191 (2011).
El-Adawi, MK & Al-Nuaim, IA Ko te ti'aturi o te VOC i te pāmahana mo te pūtau solar e pa ana ki tana huarahi hou. Desalination 209, 91–96 (2007).
Vernon, SM & Anderson, WA Nga paanga o te pāmahana i roto i te Schottky-arai i nga pūtau solar silicon. Appl. Phys. Ko Lett. 26, 707 (1975).
Katz, EA, Faiman, D. & Tuladhar, SM Te pāmahana whakawhirinaki mo nga tawhā taputapu photovoltaic o polymer-fullerene solar cell i raro i nga tikanga whakahaere. J. Appl. Phys. 90, 5343–5350 (2002).
Ko tenei mahi kua tautokohia e te National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60571063), nga Kaupapa Rangahau Fundamental of Henan Province, Haina (Grant No. 122300410231).
I tuhia e FY te tuhinga o te pepa, a MYH i whakarite te tauira uku YBCO. I mahia e FY me MYH te whakamatautau me te tātari i nga hua. Ko FGC i arahi te kaupapa me te whakamaoritanga putaiao o nga raraunga. I arotakehia e nga kaituhi katoa te tuhinga.
Kua raihanatia tenei mahi i raro i te Raihana Creative Commons Attribution 4.0 International License. Ko nga whakaahua me etahi atu mea tuatoru kei roto i tenei tuhinga kei roto i te raihana Creative Commons o te tuhinga, engari mena ka tohua ki te rarangi nama; ki te kore e whakauruhia nga rauemi i raro i te raihana Creative Commons, me whiwhi whakaaetanga nga kaiwhakamahi mai i te kaipupuri raihana ki te whakaputa i nga rawa. Hei tiro i tetahi kape o tenei raihana, haere ki http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Yang, F., Han, M. & Chang, F. Te takenga mai o te paanga photovoltaic i roto i te superconducting YBa2Cu3O6.96 ceramics. Sci Rep 5, 11504 (2015). https://doi.org/10.1038/srep11504
Ma te tuku korero ka whakaae koe ki te whai i a maatau Ture me nga Aratohu Hapori. Mena ka kitea e koe tetahi mea kohukohu, kaore ranei e rite ki a maatau tikanga, aratohu ranei me tohuhia he mea tika.
Wā tuku: Apr-22-2020