Waad ku mahadsan tahay booqashada dabeecadda.com. Waxaad isticmaalaysa nooc browser ah oo taageero xaddidan u leh CSS. Si aad u hesho waayo-aragnimada ugu fiican, waxaanu kugula talinaynaa inaad isticmaasho browser-ka cusub (ama dami qaabka ku habboon ee Internet Explorer). Dhanka kale, si loo xaqiijiyo taageerada joogtada ah, waxaan soo bandhigaynaa goobta iyada oo aan lahayn qaabab iyo JavaScript.
Waxaan ku soo sheegnay saameynta sawir-qaadista ee cajiibka ah ee YBa2Cu3O6.96 (YBCO) dhoobada u dhaxaysa 50 iyo 300 K oo ay keentay iftiinka buluuga-laser-ka, kaas oo si toos ah ula xiriira tayada sare ee YBCO iyo interface-ka YBCO-metallic electrode interface. Waxaa jira rogaal celis ah kororka wareegga furan ee Voc iyo wareegga gaaban ee hadda Isc marka YBCO uu maro kala-guurka superconducting una gudbayo xaalad iska caabin ah. Waxaan tuseynaa in ay jirto awood koronto oo guud ahaan isku xirka birta ee superconductor-caadiga ah, kaas oo siinaya xoogga kala soocida lammaanaha godka elektarooniga ah ee sawir-qaadista. Awood-is-weydaarsigan waxa uu ka toosiyaa YBCO una gudbayaa electrode-ka birta marka YBCO uu kor u qaadayo oo uu u wareego jihada ka soo horjeeda marka YBCO ay noqoto mid aan ilaalinayn. Asalka ka iman kara waxa laga yaabaa in si sahal ah loola xidhiidhiyo saamaynta u dhawaanshaha ee is-dhexgalka biraha-superconductor marka YBCO ay tahay mid heer sare ah oo qiimaheeda lagu qiyaasay ~ 10-8 mV ee 50 K oo leh xoojinta laser ee 502 mW/cm2. Isku darka walxaha p-nooca YBCO ee gobolka caadiga ah iyo walxaha n-nooca Ag-paste waxay samaysaa isgoysyada quasi-pn kaas oo mas'uul ka ah dabeecadda sawir-qaadka ee dhoobada YBCO ee heerkulka sare. Natiijooyinkayagu waxa laga yaabaa inay u gogol xaarto codsiyada cusub ee aaladaha-electronic-ka oo ay iftiimin dheeraad ah ku iftiimiyaan saamaynta u dhawaanshaha ee is-dhexgalka-conductor-metal interface.
Danab sawir leh oo ku jira kondhodhiyeyaasha heerkul sare ayaa la soo sheegay horraantii 1990-meeyadii si weyna loo baaray ilaa iyo hadda, weli dabeecaddeeda iyo qaabkeeda ayaa ah mid aan degganayn1,2,3,4,5. YBa2Cu3O7-δ (YBCO) filimada khafiifka ah6,7,8, gaar ahaan, waxaa si xoog leh loo daraaseeyay qaabka photovoltaic unugga (PV) sababtoo ah farqiga tamarta la hagaajin karo9,10,11,12,13. Si kastaba ha ahaatee, iska caabin sare ee substrate-ka ayaa had iyo jeer u horseeda waxtarka beddelka hooseeya ee aaladda oo waxay qarinaysaa sifooyinka aasaasiga ah ee PV YBCO8. Halkan waxaan ku soo gudbineynaa saameyn cajiib ah oo sawir-qaade ah oo ay keentay buluug-laser (λ = 450 nm) iftiinka YBa2Cu3O6.96 (YBCO) dhoobada inta u dhaxaysa 50 iyo 300 K (Tc ~ 90 K). Waxaan tusineynaa in saameynta PV ay si toos ah ula xiriirto karti-xirfadeedka sare ee YBCO iyo dabeecadda YBCO-metallic electrode interface. Waxaa jira dib u rogaal celis ah kororka wareegga furan ee Voc iyo wareegga gaaban ee hadda Isc marka YBCO uu ka gudbo marxaladda sareynta una gudubto xaalad iska caabin ah. Waxaa la soo jeediyay in ay jirto awood koronto oo dhexmarta isku xirka birta ee superconductor-caadiga ah, kaas oo siinaya xoogga kala soocida lammaanaha godka elektarooniga ah ee sawirku keenay. Awood-is-weydaarsigan ayaa ka toosaya YBCO una gudbaya korantada birta marka YBCO uu kor u qaadayo oo u wareego jihada ka soo horjeeda marka muunadku noqdo mid aan fiicneyn. Asalka ka iman kara waxaa laga yaabaa in si dabiici ah loola xiriiriyo saamaynta dhow14,15,16,17 at biraha-superconductor interface marka YBCO waa superconducting iyo qiimihiisu waxaa lagu qiyaasaa inuu yahay ~ 10-8 mV at 50 K oo leh xoojinta laser ee 502 mW /cm2. Isku darka walxaha p-nooca YBCO ee gobolka caadiga ah iyo walxaha n-nooca Ag-paste foomamka, waxay u badan tahay, isgoysyada quasi-pn kaas oo mas'uul ka ah habdhaqanka PV ee ceramics YBCO ee heerkul sare. Indho-indhayntayadu waxay iftiimin dheeraad ah oo ku saabsan asalka saamaynta PV ee heerkulka sare ee hagaajinta dhoobada YBCO waxayna u gogol xaadhayaan codsigeeda aaladaha optoelectronic sida aaladaha iftiinka degdega ah iwm.
Jaantuska 1a-c wuxuu muujinayaa in sifooyinka IV ee muunada dhoobada YBCO ee 50 K. Iftiin la'aan, korantada ku jirta muunada waxay ku sii jirtaa eber iyadoo isbeddelaysa hadda, sida laga filan karo qalab sare. Saamaynta sawir-qaadista ee cad waxay soo baxdaa marka laydhka laysarka lagu hago cathode (Jaantus. 1a): xuubka IV ee barbar socda dhidibka I ayaa hoos u socda iyadoo kordhinaysa xoojinta laser. Waxaa cad in uu jiro koronto-sawiro taban xitaa iyada oo aan lahayn wax hadda jira (badanaa loo yaqaan Volt circuit furan Voc). Jiirada eber ee qalooca IV waxay muujineysaa in muunadku wali si heer sare ah uga socdo iftiinka laysarka.
(a-c) iyo 300 K (e-g). Qiimaha V(I) waxaa lagu helay iyadoo laga xaaqayo hadda -10 mA ilaa +10 mA oo faaruq ah. Kaliya qayb ka mid ah xogta tijaabada ah ayaa loo soo bandhigay si loo caddeeyo. a, Sifooyinka korantada hadda ee YBCO oo lagu cabiray barta laysarka ee ku taal cathode (i). Dhammaan qaloocyada IV waa xariiq toosan oo toosan taasoo tilmaamaysa muunadku wali si heer sare ah ugu shaqeynayo shucaaca laysarka. Qalooca ayaa hoos u socda isagoo kordhinaya xoogga leysarka, taasoo muujineysa inay jirto awood taban (Voc) oo u dhexeysa labada koronto ee horseedda xitaa eber hadda. Qalloocyada IV-ku waxba isma beddelaan marka laysarka lagu hago bartamaha muunada ee ether 50 K (b) ama 300 K (f). Xariiqda toosan ayaa kor u kacaysa marka anode-ku iftiimo (c). Nashqada nashqada leh ee isgoysyada biraha-superconductor ee 50 K ayaa lagu muujiyay d. Sifooyinka korantada hadda ee gobolka caadiga ah ee YBCO oo ah 300 K oo lagu cabiray laydhka laysarka ee cathode iyo anode ayaa lagu bixiyaa e iyo g siday u kala horreeyaan. Si ka duwan natiijooyinka 50 K, jiirada aan eber ahayn ee xariiqyada toosan ayaa muujinaya in YBCO ay ku sugan tahay xaalad caadi ah; Qiimaha Voc wuxuu ku kala duwan yahay xoojinta iftiinka jihada ka soo horjeeda, taas oo muujinaysa habka kala soocida kharashka kale. Qaab-dhismeed dhex-dhexaad ah oo suurtogal ah oo ah 300 K ayaa lagu sawiray hj Sawirka dhabta ah ee muunada leh hogaan.
Ogsajiinta qani ku ah YBCO ee gobolka awood sare leh waxay nuugi kartaa ku dhawaad spectrum iftiinka qoraxda sababtoo ah farqiga tamarta oo aad u yar (Tusaale) Si loo soo saaro danab wareeg furan Voc by nuugista photons, waxaa lagama maarmaan ah in si spatially loo kala saaro sawir-abuuray eh lammaane ka hor inta aysan dib-u-habaynta dhicin18. Voc taban, marka loo eego cathode iyo anode sida ku cad sawirka 1i, waxay soo jeedinaysaa in ay jirto awood koronto oo ku dhex jirta isdhexgalka birta-superconductor, kaas oo xaaqaya electrons ilaa anode iyo godadka cathode. Haddi ay arintu sidaas tahay, waa in sidoo kale ay jirtaa tilmaame ka iman kara superconductor ilaa korantada birta ah ee anode. Sidaas awgeed, Voc togan ayaa la heli doonaa haddii aagga muunada ee u dhow anode la iftiimiyo. Intaa waxaa dheer, waa in aysan jirin wax koronto-dhal ah oo sawir leh marka barta laysarka lagu tilmaamayo meelo ka fog electrodes-ka. Waxaa hubaal ah in arrintu tahay sida ka muuqata sawirka 1b,c!.
Marka barta iftiinka ay ka soo guurto electrode-ka cathode una gudubto bartamaha muunada (qiyaastii 1.25 mm marka laga reebo is-dhexgalka), ma jiro kala duwanaansho IV ah iyo Voc lama arki karo iyadoo la kordhinayo xoojinta laser ilaa qiimaha ugu sarreeya ee la heli karo (Jaantus 1b) . Dabcan, natiijadan waxa loo nisbayn karaa cimriga xaddidan ee sidayaasha sawir-qaadayaasha ah iyo la'aanta xoogga kala soocida ee muunada. Lammaanaha-daloolada elektiroonigga ah ayaa la abuuri karaa mar kasta oo muunadda la iftiimiyo, laakiin inta badan lammaanaha e-h waa la baabi'in doonaa oo wax saameyn ah oo sawir-qaade ah lama arki karo haddii barta laysarka ay ku dhacdo meelo ka fog mid ka mid ah electrodes-ka. U guurista barta laysarka ee electrodes-ka anode-ka ah, xargaha IV ee barbar socda dhidibka I-da ayaa kor u kacaya iyada oo kordhinaysa xoojinta laser (Jaantus. 1c). Goob koronto oo la mid ah oo ku dhex dhisan ayaa ka jirta isgoyska birta-kormeeraha ee anode-ka. Si kastaba ha ahaatee, koronto-dhaliyaha macdan ayaa ku xira hogaanka togan ee nidaamka tijaabada waqtigan. Godadka uu soo saaro laysarka ayaa lagu riixaa hogaanka anode-ka sidaas darteedna Voc togan ayaa lagu arkay. Natiijooyinka halkan lagu soo bandhigay waxay muujinayaan caddayn xooggan oo ah in ay jirto run ahaantii awood is-dhexgal oo tilmaamaysa koronto-dhaliyaha birta ah.
Saamaynta sawir-qaadista ee YBa2Cu3O6.96 ceramics at 300 K ayaa lagu muujiyay sawirka 1e-g. Iftiin la'aan, qalooca IV ee muunadku waa xariiq toosan oo ka gudbaysa asalka. Xariiqan toosan waxay kor u socotaa iyadoo barbar socota tii asalka ahayd iyadoo kor u kacday xoojinta laysarka oo ku sii jeedda hogaanka cathode (Jaantus. 1e). Waxaa jira laba kiis oo xaddidaya xiisaha qalabka sawir-qaadista. Xaaladda gaaban ee gaaban waxay dhacdaa marka V = 0. Xaaladda hadda jirta ee kiiskan waxaa loo tixraacaa sida gaaban wareegga gaaban (Isc). Kiiska labaad ee xaddidaya waa xaaladda wareegga furan (Voc) taasoo dhacda marka R→∞ ama hadda uu yahay eber. Jaantuska 1e wuxuu si cad u muujinayaa in Voc uu yahay mid togan oo kordhay kororka iftiinka iftiinka, marka la barbardhigo natiijada laga helay 50 K; halka Isc taban la arko inuu kordho xajmiga iftiinka iftiinka, dabeecadda caadiga ah ee unugyada qorraxda caadiga ah.
Sidoo kale, marka laydhka laysarka lagu tilmaamo meelo ka fog electrodes-ka, qalooca V (I) waa ka madaxbannaan yahay xoojinta laser mana jirto wax saameyn ah oo sawir-qaadis ah (Jaantus 1f). Si la mid ah cabbiraadda 50 K, qalloocyada IV waxay u dhaqaaqaan jihada ka soo horjeeda sida korantada anode-ka la shiiday (Jaantus 1g). Natiijooyinkan oo dhan ee loo helay nidaamkan dhejiska ee YBCO-Ag ee 300 K oo leh laysarka la shiiday ee meelo kala duwan oo muunadku ka kooban yahay waxay la jaan qaadayaan karti-interface ka soo horjeeda kan lagu arkay 50 K.
Inta badan electrons-ku waxay isku ururiyaan lammaanaha Cooper iyagoo si heer sare ah u maamula YBCO oo ka hooseeya heerkulkeeda kala-guurka Tc. Inta lagu jiro koronto-dhaliyaha birta ah, dhammaan elektaroonnada ayaa ku sii jira qaab kali ah. Waxaa jira cufnaanta cufnaanta weyn ee labadaba elektaroonnada kelida ah iyo lammaanaha Cooper ee agagaarka is-dhexgalka birta-kormeeraha. Inta badan-sidadaha elektarooniga ah ee walxaha macdan ah waxay ku faafi doonaan gobolka koontaroolaha, halka inta badan-sidadaha Cooper-lammaanaha ee gobolka YBCO ay ku faafi doonaan gobolka birta. Maadaama lammaane Cooper ay sitaan kharashyo badan oo ay leeyihiin dhaqdhaqaaq ka weyn kuwa elektarooniga ah ee ka soo baxa YBCO una soo gudbeen gobolka macdan, atamyada si wanaagsan loo dallacay ayaa laga tagay, taasoo keentay in koronto ku jirto gobolka boos bannaan. Jihada goobtan korontada ayaa lagu muujiyay jaantuska jaantuska Jaantuska 1d. Iftiinka sawir-qaadista ee u dhow gobolka booska bannaan wuxuu abuuri karaa lammaane eh kuwaas oo la kala saari doono oo la xaaqi doono iyagoo soo saaraya sawir-qaadid jihada rogaal celiska ah. Sida ugu dhakhsaha badan ee elektarooniga ah ay ka soo baxaan dhismaha-korontadu, waxay isku dhejiyaan laba-labo waxayna ku qulqulayaan korantada kale iyada oo aan iska caabin ah. Xaaladdan oo kale, Voc wuxuu ka soo horjeedaa polarity-ka hore loo dejiyay wuxuuna soo bandhigayaa qiime taban marka laydhka laysarka uu tilmaamayo aagga ku wareegsan korantada taban. Laga soo bilaabo qiimaha Voc, suurtagalnimada guud ahaan is-dhexgalka ayaa lagu qiyaasi karaa: masaafada u dhaxaysa labada korantada d waa ~ 5 × 10−3 m, dhumucda birta-superconductor interface, di, waa inay ahaato isku xigxig weyn oo cabbir ah. sida dhererka isku xirnaanta ee superconductor YBCO (~ 1 nm) 19,20, qaado qiimaha Voc = 0.03 mV, Vms ka iman kara ee interface biraha-superconductor waxaa lagu qiimeeyaa inuu noqdo ~ 10-11 V at 50 K leh xoojinta laser 502mW/cm2, iyadoo la isticmaalayo isla'eg
Waxaan dooneynaa inaan ku nuuxnuuxsano halkan in korantada sawir-qaadista aan lagu sharxi karin saameynta kuleylka sawirka. Waxa tijaabo ahaan loo caddeeyey in isku xidhka Seebeck ee superconductor YBCO uu yahay Ss = 021 Heerkulka siligga naxaasta ah ee barta laysarka waxa kor loogu qaadi karaa qadar yar oo ah 0.06 K oo leh xoojinta laser ugu badan ee laga heli karo 50 K. Tani waxay soo saari kartaa awood heerkulbeeg ah 6.9 × 10-8 V taas oo ah saddex dalab oo ka yar Voc ee laga helay sawirka 1 (a). Waxaa cad in saameynta kuleylku ay aad u yar tahay si loo sharaxo natiijooyinka tijaabada ah. Dhab ahaantii, kala duwanaanshaha heerkulka ay sabab u tahay shucaaca laysarka ayaa baabi'i doona wax ka yar hal daqiiqo si wax ku biirinta saamaynta kulaylka si badbaado leh loo iska indho tiro.
Saamayntan sawir-qaadka ee YBCO ee heerkulka qolka waxay muujinaysaa in habka kala soocida lacag ka duwan uu halkan ku lug leeyahay. Superconducting YBCO ee gobolka caadiga ah waa walxo p-nooca leh godad sida xamuul qaade22,23, halka Ag-paste macdan uu leeyahay sifooyin shay n-nooca. Si la mid ah isgoysyada pn, fidinta elektaroonigga ee koollada lacagta ah iyo godadka dhoobada YBCO waxay samayn doonaan goob koronto oo gudaha ah oo tilmaamaysa dhoobada YBCO ee is-dhexgalka (Jaantus. 1h). Waa goobtan gudaha ah ee bixisa xoogga kala-soocidda oo u horseedda Voc togan iyo Isc taban oo loogu talagalay nidaamka dhejiska YBCO-Ag ee heerkulka qolka, sida ku cad sawirka 1e. Beddel ahaan, Ag-YBCO waxa ay samayn kartaa p-nooca Schottky isku xidhka kaas oo sidoo kale u horseedaya karti-interface oo leh polarity la mid ah qaabka lagu soo bandhigay korka24.
Si loo baaro geeddi-socod horumarineed oo faahfaahsan ee sifooyinka sawir-qaadista inta lagu gudajiro isbeddelka superconducting ee YBCO, qalooca IV ee muunada ee 80 K ayaa lagu cabbiray xoojinta laysarka ee la xushay oo iftiiminaya electrode-ka cathode (Jaantus. 2). Ilayska laysarka la'aanteed, korantada guud ahaan muunada waxay ku sii socotaa eber iyadoon loo eegin hadda, taasoo muujineysa heerka sare ee muunada ee 80 K (Jaantus. 2a). Si la mid ah xogta laga helay 50 K, wareegyada IV ee barbar socda dhidibka I-da ayaa hoos u socda iyadoo sii kordheysa xoojinta laser ilaa qiimaha muhiimka ah ee Pc la gaaro. Xagga sare ee xoogga leysarka ee muhiimka ah (Pc), kondhomeeyaha sare waxa uu maraa ka-beddelka weji-conducting una gudbayo weji iska caabin ah; danabku wuxuu bilaabaa inuu kordho hadda sababtoo ah muuqaalka iska caabinta superconductor. Natiijo ahaan, qalooca IV wuxuu bilaabaa inuu isgoysyada I-axis iyo V-axis taasoo horseedaysa Voc taban iyo Isc togan marka hore. Hadda muunadku waxay u muuqataa in ay ku jirto xaalad gaar ah oo ay ku jirto polarity ee Voc iyo Isc ay aad ugu nugul yihiin iftiinka iftiinka; kororka aad u yar ee xoogga iftiinka Isc ayaa laga beddelaa togan ilaa taban iyo Voc laga soo bilaabo taban ilaa qiimaha togan, ka gudbida asalka (dareenka sare ee guryaha sawir-qaadista, gaar ahaan qiimaha Isc, iftiinka iftiinka ayaa si cad loogu arki karaa Fig. 2b) Xakamaynta laser-ka ugu sarreeya ee la heli karo, qalooca IV waxay ku talo jiraan inay is barbar socdaan, taasoo muujinaysa xaaladda caadiga ah ee muunadda YBCO.
Xarunta barta laysarka waxay ku taalaa agagaarka electrodes-ka cathode (eeg sawirka 1i). a, Qalloocyada IV ee YBCO oo lagu shubay xoojinta leesarka kala duwan. b (sare), ku-tiirsanaanta xoojinta laser ee korantada wareegga furan ee Voc iyo wareegga gaaban ee hadda Isc. Qiimaha Isc laguma heli karo iftiin hooseeya (<110 mW / cm2) sababtoo ah xargaha IV waxay la mid yihiin dhidibka I-marka muunadku ku jiro xaalad heer sare ah. b (hoose), iska caabin kala duwan sida shaqada xoogga leysarka.
Ku tiirsanaanta xoogga leysarka ee Voc iyo Isc ee 80 K ayaa lagu muujiyay sawirka 2b (sare). Guryaha sawir-qaadista waxaa looga hadli karaa saddex gobol oo iftiinka iftiinka ah. Gobolka ugu horreeya wuxuu u dhexeeyaa 0 iyo PC, kaas oo YBCO uu yahay mid aad u wanaagsan, Voc waa taban oo hoos u dhacaya (qiimaha buuxda ayaa kordhay) oo leh iftiin iftiin leh oo gaaraya ugu yaraan PC. Gobolka labaad waxa uu ka bilaabmaa Pc ilaa mid kale oo muhiim ah P0, kaas oo Voc uu kordho halka Isc uu hoos u dhaco xoojinta iftiinka oo labaduba ay gaadhaan eber P0. Gobolka saddexaad wuxuu ka sarreeyaa P0 ilaa xaaladda caadiga ah ee YBCO laga gaaro. In kasta oo Voc iyo Isc labaduba ay ku kala duwan yihiin xoogga iftiinka si la mid ah kan gobolka 2, waxay leeyihiin kala duwanaansho ka soo horjeeda xoogga muhiimka ah ee P0. Muhiimadda P0 waxay ku jirtaa in aysan jirin wax saameyn ah oo sawir-qaade ah iyo habka kala-soocidda kharashka ayaa isbeddelaya si tayo leh markan gaar ah. Muunadda YBCO waxay noqotaa mid aan fiicneyn marka loo eego baaxaddan xoogga iftiinka laakiin xaaladda caadiga ah ee aan weli la gaarin.
Sida cad, sifooyinka sawir-qaadista ee nidaamku waxay si dhow ula xiriiraan hab-dhaqanka sare ee YBCO iyo kala-guurka sarraysa. Iska caabbinta kala duwan, dV/dI, ee YBCO ayaa lagu muujiyay sawirka 2b (hoose) sida shaqada xoogga leysarka. Sidii hore loo soo sheegay, awoodda korantada ee ku-dhisidda is-dhexgalka ay sabab u tahay dhibcaha faafinta lammaanaha Cooper ee kondhotarka ilaa birta. Si la mid ah kan lagu arkay 50 K, saamaynta sawir-qaadista ayaa lagu wanaajiyay iyadoo la kordhinayo xoojinta laser laga bilaabo 0 ilaa PC. Marka xoogga leysarka uu gaaro qiimo wax yar ka sarreeya PC, qalooca IV wuxuu bilaabmaa inuu leexiyo oo caabbinta muunada bilaabmaa inay soo baxdo, laakiin polarity ee kartida interface weli lama beddelin. Saamaynta kicinta indhaha ee dabeecadda sare ayaa lagu baaray gobolka muuqda ama u dhow-IR. Iyadoo habka aasaasiga ah uu yahay in la jebiyo lammaanaha Cooper oo la burburiyo awoodda sare25,26, xaaladaha qaarkood isbeddelka dabeecadda sare waa la wanaajin karaa27,28,29, wejiyada cusub ee dabeecadda sare xitaa waa la kicin karaa30. Maqnaanshaha akhlaaqda sare ee PC-ga waxaa loo nisbeyn karaa inay sababto sawir-jabinta lammaanaha. Marka la joogo P0, awoodda is-dhexgalku waxay noqotaa eber, taasoo muujinaysa cufnaanta kharashka labada dhinac ee is-dhexgalka ayaa gaadhay heer isku mid ah oo hoos yimaada xooggan gaarka ah ee iftiinka iftiinka. Korodhka dheeraadka ah ee xoojinta laysarka waxay keentaa in lammaane badan oo Cooper ah la burburiyo iyo YBCO ayaa si tartiib tartiib ah loogu beddelaa walxaha p-nooca. Halkii laga heli lahaa fidinta lamaanaha elektarooniga ah iyo Cooper, muuqaalka is-dhexgalka ayaa hadda lagu go'aamiyaa fidinta elektaroonigga ah iyo daloolka taasoo horseedaysa dib-u-noqoshada polarity ee beerta korantada ee interface-ka iyo sidaas darteed Voc togan (is barbar dhig Fig.1d, h). Xakamaynta laser-ka aadka u sarreeya, iska caabbinta kala duwan ee YBCO waxay satuuraysaa qiime u dhigma gobolka caadiga ah iyo labadaba Voc iyo Isc waxay u muuqdaan inay si toos ah ugu kala duwan yihiin xoojinta laysarka (Jaantus. 2b). U fiirsashadani waxay daaha ka qaadaysaa in shucaaca laysarka ee gobolka caadiga ah YBCO aanu mar dambe beddeli doonin iska caabintiisa iyo muuqaalka is-dhex galka birta-superconductor-ka balse uu kordhinayo xoojinta lammaanaha godka elektarooniga ah.
Si loo baaro saameynta heerkulka ee guryaha sawir-qaadista, nidaamka birta-kormeeraha ayaa lagu shiday cathode leh laser buluug ah oo xoog leh 502 mW / cm2. Qalloocyada IV ee laga helay heerkulka la doortay ee u dhexeeya 50 iyo 300 K ayaa lagu bixiyay sawirka 3a. Voltagga wareegga furan ee Voc, wareegga gaaban ee hadda Isc iyo caabbinta kala duwan ayaa markaa laga heli karaa qalloocyada IV waxaana lagu muujiyay sawirka 3b. Iftiin la'aan, dhammaan qalloocyada IV ee lagu cabbiro heerkul kala duwan waxay dhaafaan asalka sida la filayo (gelidda sawirka 3a). Sifooyinka IV waxay si aad ah u beddelaan heerkulka korodhka marka nidaamka uu iftiimiyo laysar xoog leh (502 mW/cm2). Heerkulka hooseeya ee xargaha IV waa xariiq toosan oo barbar socda dhidibka I oo leh qiyam xun oo Voc ah. Qaloocani waxa uu kor u qaadayaa heerkulku sii kordhaya oo si tartiib tartiib ah isu rogaya xariiq leh jiirada aan eber ahayn ee heerkulka muhiimka ah Tcp (Jaantus. 3a (sare)). Waxay u muuqataa in dhammaan qalloocyada sifaha IV ay ku wareegaan hal dhibic afargeeska saddexaad. Voc waxa uu ka kordho qiimo taban una guuro mid togan halka Isc uu hoos uga dhaco mid togan una guuro mid taban. In ka sarraysa heerkulka isbeddelka sare ee asalka ah ee Tc ee YBCO, qalooca IV wuxuu u beddelaa si ka duwan heerkulka (hoosta Jaantuska 3a). Marka hore, xarunta wareega ee wareegyada IV waxay u dhaqaaqdaa rubuci hore. Marka labaad, Voc wuu sii yaraanayaa oo Isc wuu sii kordhayaa iyadoo heerkulka sii kordhaya (sare ee sawirka 3b). Marka seddexaad, jiirada xargaha IV ayaa si toos ah u kordheysa iyadoo heerkulku uu keenayo isugeynta heerkulka wanaagsan ee iska caabinta YBCO (hoosta Jaantuska. 3b).
Ku-tiirsanaanta heerkulka sifooyinka sawir-qaadista ee nidaamka koollada YBCO-Ag ee ka hooseeya 502 mW/cm2 iftiinka laysarka.
Xarunta barta laysarka waxay ku taalaa agagaarka electrodes-ka cathode (eeg sawirka 1i). a, IV curves laga helay 50 ilaa 90 K (sare) iyo 100 ilaa 300 K (hoose) oo leh koror heerkul ah 5 K iyo 20 K, siday u kala horreeyaan. Geli a wuxuu muujinayaa sifooyinka IV ee dhowr heerkul mugdi ah. Dhammaan qaloocadu waxay ka gudbaan barta asalka ah. b, Voltaga wareegga furan ee Voc iyo wareegga gaaban ee hadda Isc (sare) iyo caabbinta kala duwan, dV/dI, ee YBCO (hoose) sida heerkulka heerkulka. Heerkulka ku-meel-gaadhka ah ee ka-hortagga eber-ka-wareejinta Tcp lama bixiyo sababtoo ah waxay aad ugu dhowdahay Tc0.
Saddex heerkul halis ah ayaa laga aqoonsan karaa Jaantuska 3b: Tcp, kaas oo ka sarreeya YBCO uu noqdo mid aan shaqaynayn; Tc0, kaas oo labadaba Voc iyo Isc ay noqdaan eber iyo Tc, asalka asalka ah ee heerkulka ku-meel-gaarka ah ee YBCO iyada oo aan lahayn shucaaca laysarka. Hoos Tcp ~ 55 K, laysarka irdiated YBCO wuxuu ku sugan yahay xaalad heer sare ah oo leh uruurin aad u sarreeya oo lammaane Cooper ah. Saamaynta shucaaca laysarka ayaa ah in la yareeyo iska caabbinta eber ee superconducting heerkulka kala-guurka laga bilaabo 89 K ilaa ~ 55 K (hoosta sawirka 3b) iyada oo la dhimayo xoojinta lammaanaha Cooper marka lagu daro soo saarista korantada sawir-qaadista iyo hadda. Heerkulka sii kordhaya ayaa sidoo kale jebiya lammaanaha Cooper taasoo horseedaysa awood hoose oo is-dhexgalka. Sidaa darteed, qiimaha saxda ah ee Voc wuu yaraan doonaa, in kasta oo isla xoojinta iftiinka laysarka la isticmaalo. Awoodda is-dhexgalku way yaraan doontaa oo way yaraan doontaa iyada oo korodhka heerkulka oo uu gaadho eber Tc0. Ma jiro wax saameyn ah oo sawir-qaade ah goobtan gaarka ah sababtoo ah ma jirto meel gudaha ah oo lagu kala saaro lammaanaha godka elektarooniga ah ee sawir-qaadista. Dib-u-celinta polarity ee suurtogalka ah waxay ka dhacdaa ka sarreeya heerkulkan muhiimka ah maaddaama cufnaanta lacag-la'aanta ah ee ku jirta dhejiska Ag ay ka weyn tahay tan YBCO oo si tartiib tartiib ah loogu wareejiyo walxaha p-nooca. Halkan waxaan rabnaa inaan ku nuuxnuuxsano in dib u noqoshada polarity ee Voc iyo Isc ay dhacdo isla markiiba ka dib markii eber iska caabbinta superconducting, iyadoon loo eegin sababta kala guurka. U fiirsashadani waxay si cad u muujinaysaa, markii ugu horeysay, xidhiidhka ka dhexeeya dabeecadda sare iyo saamaynta sawir-qaadista ee la xidhiidha awoodda is-dhexgalka birta-superconductor. Dabeecadda awooddan guud ahaan is-dhexgalka birta ee caadiga ah ee superconductor-ka caadiga ah waxay ahayd diiradda cilmi-baarista dhowrkii sano ee la soo dhaafay laakiin waxaa jira su'aalo badan oo weli sugaya in laga jawaabo. Cabbiraadda saamaynta sawir-qaadista ayaa laga yaabaa inay caddayso inay tahay hab wax ku ool ah oo lagu sahamiyo faahfaahinta (sida xooggeeda iyo polarity iwm) ee awooddan muhiimka ah oo markaa iftiiminaysa heerkulka sare ee saamaynta u dhowaanshaha.
Korodhka dheeraadka ah ee heerkulka laga bilaabo Tc0 ilaa Tc wuxuu keenayaa uruurin yar oo lammaane Cooper ah iyo kor u qaadida awoodda isdhexgalka oo sidaas awgeed Voc weyn. Marka la joogo Tc isu-ururinta lammaanaha Cooper waxay noqotaa eber, awoodda wax-ku-dhisidda ee is-dhexgalka ayaa gaadhay ugu badnaan, taasoo keentay ugu badnaan Voc iyo ugu yaraan Isc. Korodhka degdega ah ee Voc iyo Isc (qiimaha dhammaystiran) ee heerkulkan heerkulku wuxuu u dhigmaa isbeddelka sarreeya ee ka soo baxa ΔT ~ 3 K ilaa ~ 34 K iyadoo la adeegsanayo iftiinka laser ee xoojinta 502 mW / cm2 (Jaantus 3b). Gobollada caadiga ah ee ka sarreeya Tc, korantada wareegga furan ee Voc waxay hoos u dhigtaa heerkulka (sare ee sawirka 3b), oo la mid ah habdhaqanka toosan ee Voc ee unugyada cadceedda caadiga ah ee ku salaysan pn junctions31,32,33. In kasta oo heerka isbeddelka ee Voc ee heerkulka (-dVoc/dT), kaas oo si xoog leh ugu xidhan xoojinta laysarka, uu aad uga yar yahay kan unugyada cadceedda caadiga ah, isku xidhka heerkulka Voc ee isku xidhka YBCO-Ag waxa uu leeyahay nidaam la mid ah cabbirka kan unugyada cadceedda. Qulqulka hadda jira ee isgoysyada pn ee aaladda unugyada cadceedda caadiga ah waxay kordhisaa heerkulka sii kordhaya, taasoo horseedaysa hoos u dhaca Voc marka heerkulku kordho. Curyaaminta tooska ah ee IV ee lagu arkay habkan Ag-superconductor, sababtoo ah marka hore awoodda is-dhexgalka ee aadka u yar iyo marka labaad isku xirka gadaal-ilaa-dambe ee labada heterojunctions, waxay adkeyneysaa in la go'aamiyo qulqulka hadda jira. Si kastaba ha ahaatee, waxay aad ugu dhowdahay in isla heerkulka ku tiirsanaanta qulqulka hadda uu mas'uul ka yahay habdhaqanka Voc ee lagu arkay tijaabadayada. Marka loo eego qeexitaanka, Isc waa hadda loo baahan yahay si loo soo saaro danab taban si loo magdhabo Voc si wadarta tamarta ay eber u noqoto. Marka heerkulku kordho, Voc wuu sii yaraanayaa si hadda yar loo baahan yahay si loo soo saaro danab xun. Intaa waxaa dheer, iska caabbinta YBCO waxay si toos ah u kordheysaa heerkulka ka sarreeya Tc (hoose ee sawirka 3b), kaas oo sidoo kale gacan ka geysta qiimaha yar ee buuxa ee Isc heerkulka sare.
U fiirso in natiijooyinka lagu sheegay Figs 2,3 lagu helo laysarka laysarka ee agagaaraha electrodes-ka cathode. Cabbiraadaha ayaa sidoo kale lagu soo celiyay iyada oo barta laysarka lagu dhejiyay anode iyo sifooyinka IV ee la midka ah iyo sifooyinka sawir-qaadista ayaa la arkay marka laga reebo in polarity ee Voc iyo Isc loo rogay kiiskan. Dhammaan xogtani waxay horseed u tahay habka loogu talagalay saameynta sawir-qaadista, taas oo si dhow ula xiriirta is-dhexgalka superconductor-metal.
Marka la soo koobo, sifooyinka IV ee nidaamka koollada sare ee YBCO-Ag ee laysarka ayaa lagu cabbiray inay yihiin shaqooyinka heerkulka iyo xoojinta laysarka. Saamaynta sawir-qaadista ee cajiibka ah ayaa lagu arkay heerkulka heerkulka laga bilaabo 50 ilaa 300 K. Waxaa la ogaaday in sifooyinka sawir-qaadista ay si xooggan ula xiriiraan awoodda sare ee dhoobada YBCO. Dib u noqoshada kala-duwanaanshaha Voc iyo Isc waxay dhacdaa isla markaaba ka dib markii sawirku keenay dhaqan-gelinta sare ee u gudubka anshax-marineed. Ku-tiirsanaanta heerkulka Voc iyo Isc ee lagu cabbiray xoojinta laysarka go'an waxay muujineysaa sidoo kale dib u noqoshada polarity ee heerkul daran oo ka sarreeya kaas oo muunadku noqdo mid iska caabbin ah. Marka la helo barta laysarka qayb kala duwan oo muunad ka mid ah, waxaan tuseynaa in ay jirto awood koronto oo dhex marta interface-ka, taas oo bixisa xoogga kala soocida lammaanaha godka elektarooniga ah ee sawir-qaadista. Awood-is-weydaarsigan ayaa ka toosaya YBCO una gudbaya korantada birta marka YBCO uu kor u qaadayo oo u wareego jihada ka soo horjeeda marka muunadku noqdo mid aan fiicneyn. Asalka ka iman kara waxa laga yaabaa in uu si dabiici ah ula xidhiidho saamaynta u dhawaanshaha ee is-dhexgalka birta-superconductor marka YBCO ay tahay mid heer sare ah oo lagu qiyaaso in uu yahay ~10−8 mV at 50 K leh leys xoojinta 502mW/cm2. Xidhiidhka walxaha p-nooca YBCO ee gobolka caadiga ah oo wata walxaha n-nooca Ag-paste waxay samaysaa isgoysyada quasi-pn kaas oo mas'uul ka ah dabeecadda sawir-qaadka ee dhoobada YBCO ee heerkul sare. Indho-indhaynta kore waxay iftiiminaysaa saamaynta PV heerkulka sare ee superconducting dhoobada YBCO oo jidka u xaar codsiyada cusub ee aaladaha optoelectronic sida nalka degdega ah dadban iyo hal sawir photon.
Tijaabooyinka saamaynta sawir-qaadista ayaa lagu sameeyay muunadda dhoobada YBCO ee dhumucda 0.52 mm iyo 8.64 × 2.26 mm2 qaab leydi ah oo lagu iftiimiyay mowjad buluug-laser ah oo joogto ah (λ = 450 nm) oo leh cabbirka barta laysarka ee 1.25 mm ee radius. Isticmaalka bulk halkii muunad filim khafiif ah ayaa noo suurtagelinaysa inaan barano sifooyinka sawir-qaadista ee kondhomiyaha sare iyada oo aan la tacaalin saameynta adag ee substrate6,7. Intaa waxaa dheer, alaabta ugu badan waxay noqon kartaa mid waxtar u leh habka diyaarinta fudud iyo qiimo jaban. Xadhkaha rasaasta naxaasta ah waxay ku xidhan yihiin muunadda YBCO oo leh koollo qalin ah oo ka samaysan afar elektrodes wareeg ah oo qiyaastii 1 mm dhexroor ah. Masaafada u dhaxaysa labada korantada ee korantada waa qiyaastii 5 mm. Tilmaamaha IV ee muunada waxa lagu cabiray iyadoo la isticmaalayo muunada gariirka magnetometer (VersaLab, Quantum Design) oo leh daaqad quartz crystal ah. Qaabka caadiga ah ee afar-xarigga ah ayaa la adeegsaday si loo helo qalooca IV. Meelaha qaraabada ah ee korantada iyo barta laysarka ayaa lagu muujiyay sawirka 1i.
Sida loo tixraaco maqaalkan: Yang, F. et al. Asalka saamaynta sawir-qaadista ee farsamaynta sare ee YBa2Cu3O6.96 ceramics. Sci. Xildhibaan 5, 11504; doi: 10.1038/srep11504 (2015).
Chang. Fiisigiska Muujiye B 41, 11564-11567 (1990).
Kwok, HS, Zheng, JP & Dong, SY Asalka calaamada sawirka voltaic ee aan caadiga ahayn ee Y-Ba-Cu-O. Fiisigiska Muujiye B 43, 6270-6272 (1991).
Wang, LP, Lin, JL, Feng, QR & Wang, GW Cabbirka danab laysarka-induced ee superconducting Bi-Sr-Ca-Cu-O. Fiisigiska Muujiye B 46, 5773-5776 (1992).
Tate, KL, iyo al. Danab ku meel gaadh ah oo leysarka keenay filimada heerkulka qolka ee YBa2Cu3O7-x. J. Appl. Fiisigiska 67, 4375-4376 (1990).
Kwok, HS & Zheng, JP Anomalous photovoltaic reaction in YBa2Cu3O7. Fiisigiska Muujiye B 46, 3692-3695 (1992).
Muraoka, Y., Muramatsu, T., Yamaura, J. & Hiroi, Z. Sawir qaade dalool oo la sawiray oo lagu duray YBa2Cu3O7−x oo ah qaab-dhismeed oksaydh ah. Appl. Fiisigiska Lett. 85, 2950-2952 (2004).
Asakura, D. iyo al. Daraasadda sawir qaadista ee YBa2Cu3Oy filimada khafiifka ah ee iftiinka iftiinka hoostiisa. Fiisigiska Rev. Lett. 93, 247006 (2004).
Yang, F. iyo al. Saamaynta sawir-qaadista ee YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3: Nb heterojunction oo lagu dajiyay cadaadis qayb ah oo oksijiin ah. Mater. Lett. 130, 51-53 (2014).
Aminov, BA iyo al. Qaab dhismeedka laba-farood ee Yb(Y)Ba2Cu3O7-x hal kiristaalo. J. Supercond. 7, 361-365 (1994).
Kabanov, VV, Demsar, J., Podobnik, B. & Mihailovic, D. Dhaqdhaqaaqa nasashada ee Quasiparticle ee superconductors oo leh qaabab kala duwan oo kala duwan: Aragtida iyo tijaabooyinka YBa2Cu3O7-δ. Fiisigiska Rev. B 59, 1497-1506 (1999).
Sun, JR, Xiong, CM, Zhang, YZ & Shen, BG hagaajinta guryaha YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3: Nb heterojunction. Appl. Fiisigiska Lett. 87, 222501 (2005).
Kamarás, K., Porter, CD, Doss, MG, Herr, SL & Tanner, DB Excitonic nuugista iyo dabeecadda sare ee YBa2Cu3O7-δ. Fiisigiska Rev. Lett. 59, 919-922 (1987).
Yu, G., Heeger, AJ & Stuky, G. Korjoogteynta sawir-qaadista ee ku-meel-gaadhka ah ee hal-kiristaalo-semiconducting ee YBa2Cu3O6.3: raadi xaalad bir ah oo sawiran iyo karti sare oo sawir leh. Wadatashiga Gobolka Adag. 72, 345-349 (1989).
McMillan, Qaabka Tunneling WL ee saamaynta u dhow dhow ee fulinaysa. Fiisigiska Muujintii 175, 537-542 (1968).
Guéron, S. iyo al. Saamaynta u dhawaanshiyaha ee kor u kaca ayaa lagu tijaabiyay miisaanka dhererka mesoscopic. Fiisigiska Rev. Lett. 77, 3025-3028 (1996).
Annunziata, G. & Manske, D. Saamaynta u dhawaanshaha ee leh kondhodhiyeyaasha sare ee aan centrosymmetrical ahayn. Fiisigiska Rev. B 86, 17514 (2012).
Ku, FM iyo al. Saamaynta u dhowaanshaha awood sare ee xooggan ee qaabdhismeedka isku-dhafan ee Pb-Bi2Te3. Sci. Rep. 2, 339 (2012).
Chapin, DM, Fuller, CS & Pearson, GL Sawir-qaade cusub oo silikoon pn ah oo loogu beddelayo shucaaca qorraxda oo u beddelaya koronto. J. App-ka Fiisigiska 25, 676-677 (1954).
Tomimoto, K. Saamaynta wasakhda leh ee dhererka wada shaqaynta sare ee Zn-ama Ni-doped YBa2Cu3O6.9 hal kiristaalo. Fiisigiska Muujiye B 60, 114-117 (1999).
Ando, Y. & Segawa, K. Magnetoresistance of Untwinned YBa2Cu3Oy hal kiristaalo oo tiro balaadhan oo ah doping: ku tiirsanaanta god-doping aan caadi ahayn ee dhererka isku xirnaanta. Fiisigiska Rev. Lett. 88, 167005 (2002).
Obertelli, SD & Cooper, Nidaamyada JR ee tamarta korantada ee sare-T, oxides. Fiisigiska Muujiye B 46, 14928-14931, (1992).
Sugai, S. iyo al. Dhaqdhaqaaqa dhaq-dhaqaaqa ku-tiirsanaanta cufnaanta sidayaasha ee heerka ugu sarreeya ee isku xiran iyo qaabka LO phonon ee nooca p-nooca sare-Tc superconductors. Fiisigiska Rev. B 68, 184504 (2003).
Nojima, T. iyo al. Hoos u dhigista daloolka iyo ururinta elektarooniga ee YBa2Cu3Oy filimada khafiifka ah iyadoo la adeegsanayo farsamada kiimikaad: Caddeynta xaalad macdan ah oo n-nooca. Fiisigiska Rev. B 84, 020502 (2011).
Tung, RT Fiisigiska iyo kimistariga dhererka xannibaadda Schottky. Appl. Fiisigiska Lett. 1, 011304 (2014).
Sai-Halasz, GA, Chi, CC, Denenstein, A. & Langenberg, DN Saamaynta Jabinta Lammaanaha Dibadeed Firfircoon ee Aflaanta Dhaqan-gelinta Sare. Fiisigiska Rev. Lett. 33, 215-219 (1974).
Nieva, G. iyo al. Kordhinta tayada sare ee sawir-qaadista. Appl. Fiisigiska Lett. 60, 2159-2161 (1992).
Kudinov, VI iyo al. Sawirqaadista joogtada ah ee filimada YBa2Cu3O6+x oo ah habka sawir-qaadista ee wajiyada birta iyo waxqabadka sare. Fiisigiska Rev. B 14, 9017–9028 (1993).
Mankowsky, R. iyo al. Dhaqdhaqaaqyada shabagga aan tooska ahayn ee saldhig u ah kor u qaadida dabeecadda sare ee YBa2Cu3O6.5. Dabeecadda 516, 71-74 (2014).
Fausti, D. iyo al. Dhaqdhaqaaq sare oo iftiin leh oo ku jira koob heersare ah oo la dalbado. Sayniska 331, 189-191 (2011).
El-Adawi, MK & Al-Nuaim, IA Heerkulka ku tiirsanaanta shaqaynaysa ee VOC ee unugga cadceedda ee la xidhiidha hufnaantiisa hab cusub. Saliidaynta 209, 91-96 (2007).
Vernon, SM & Anderson, WA Saamaynta heerkulka ee Schottky-barrier silicon solar cells. Appl. Fiisigiska Lett. 26, 707 (1975).
Katz, EA, Faiman, D. & Tuladhar, SM Ku-tiirsanaanta ku-tiirsanaanta qalabka sawir-qaadista ee unugyada qorraxda-polymer-fullerene ee hoos yimaada xaaladaha hawlgalka. J. Appl. Fiisigiska 90, 5343-5350 (2002).
Shaqadan waxaa taageeray Ururka Qaranka ee Sayniska Dabiiciga ah ee Shiinaha (Deeq No. 60571063), Mashaariicda Cilmi-baarista Aasaasiga ah ee Gobolka Henan, Shiinaha (Deeq No. 122300410231).
FY waxay qortay qoraalka warqadda MYH-na waxay diyaarisay muunadda dhoobada YBCO. FY iyo MYH waxay sameeyeen tijaabada waxayna falanqeeyeen natiijooyinka. FGC ayaa hogaaminaysay mashruuca iyo fasiraadda cilmiyeed ee xogta. Dhammaan qorayaashu waxay dib u eegeen qoraal-gacmeedka.
Shaqadani waxay ku hoos shatiyeysan tahay Creative Commons Attribution 4.0 Shatiga Caalamiga ah. Sawirada ama walxaha kale ee qolo saddexaad ee maqaalkan waxa lagu daray shatiga hal-abuurka wadaagga ah ee maqaalka, haddii aan si kale lagu tilmaamin khadka amaahda; haddii walxaha aan lagu darin shatiga Hal-abuurka Commons, isticmaalayaashu waxay u baahan doonaan inay fasax ka helaan cidda haysata shatiga si ay u soo saaraan walxaha. Si aad u aragto koobiga shatigan, booqo http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Yang, F., Han, M. & Chang. Sci Rep 5, 11504 (2015). https://doi.org/10.1038/srep11504
Markaad dhiibto faallo waxaad ogolaatay inaad u hoggaansanto Shuruucdayada iyo Xeerarka Beesha. Haddii aad aragto shay xadgudub ah ama aan u hoggaansamin shuruudahayada ama tilmaamaha fadlan calaamadee mid aan habboonayn.
Waqtiga boostada: Abriil-22-2020