Kea leboha ka ho etela nature.com. U sebelisa mofuta oa sebali o nang le tšehetso e fokolang bakeng sa CSS. Ho fumana boiphihlelo bo botle ka ho fetesisa, re khothaletsa hore o sebelise sebatli sa morao-rao (kapa tima mokhoa oa ho lumellana ho Internet Explorer). Khabareng, ho netefatsa ts'ehetso e tsoelang pele, re bonts'a sebaka sena ntle le mekhoa le JavaScript.
Re tlaleha phello e tsotehang ea photovoltaic ho YBa2Cu3O6.96 (YBCO) ceramic pakeng tsa 50 le 300 K e susumelitsoeng ke khanya ea laser e putsoa, e amanang ka ho toba le superconductivity ea YBCO le sebopeho sa YBCO-metallic electrode. Ho na le phetoho ea polarity bakeng sa motlakase oa potoloho ea Voc e bulehileng le Isc ea nako e khutšoanyane ea potoloho ha YBCO e fetoha ho tloha ho superconducting ho ea ho boemo bo hanyetsang. Re bontša hore ho na le matla a motlakase ho pholletsa le sebopeho sa tšepe se tloaelehileng-superconductor, se fanang ka matla a karohano bakeng sa lipara tsa electron-hole tse entsoeng ke lifoto. Khokahano ena e khona ho tsamaisa ho tloha ho YBCO ho ea ho eleketrode ea tšepe ha YBCO e le superconducting 'me e fetohela ka lehlakoreng le fapaneng ha YBCO e fetoha nosuperconducting. Tšimoloho ea bokhoni e ka 'na ea amahanngoa habonolo le phello ea ho atamela ho interface ea tšepe-superconductor ha YBCO e le superconducting' me boleng ba eona bo hakanngoa hore ke ~ 10–8 mV ho 50 K ka laser intensity ea 502 mW/cm2. Motsoako oa thepa ea mofuta oa p YBCO maemong a tloaelehileng le thepa ea mofuta oa n-Ag-paste e theha mokoloko oa quasi-pn o ikarabellang bakeng sa boitšoaro ba photovoltaic ba YBCO ceramics mochesong o phahameng. Liphuputso tsa rona li ka 'na tsa bula tsela ea ho sebelisa lisebelisoa tse ncha tsa lisebelisoa tsa elektroniki tsa photon-electronic le ho fana ka leseli le eketsehileng mabapi le phello e haufi le sebopeho sa superconductor-metal.
Ho tlalehoa hore motlakase o hlahisoang ke lifoto ho li-superconductors tsa mocheso o phahameng o tlalehiloe mathoasong a lilemo tsa bo-1990 'me tsa batlisisoa haholo ho tloha ka nako eo, leha ho le joalo mofuta oa oona le mochine o ntse o sa tsitsa1,2,3,4,5. YBa2Cu3O7-δ (YBCO) lifilimi tse tšesaane6,7,8, haholo-holo, li ithutoa ka matla ka mokhoa oa photovoltaic (PV) cell ka lebaka la lekhalo la matla le feto-fetohang9,10,11,12,13. Leha ho le joalo, khanyetso e phahameng ea substrate e lula e lebisa katlehong e tlase ea phetoho ea sesebelisoa mme e pata thepa ea mantlha ea PV ea YBCO8. Mona re tlaleha phello e tsotehang ea photovoltaic e hlahisitsoeng ke blue-laser (λ = 450 nm) illumination ho YBa2Cu3O6.96 (YBCO) ceramic pakeng tsa 50 le 300 K (Tc ~ 90 K). Re bontša hore phello ea PV e amana ka ho toba le superconductivity ea YBCO le mofuta oa YBCO-metallic electrode interface. Ho na le phetoho ea polarity bakeng sa motlakase oa potoloho ea Voc e bulehileng le Isc ea potoloho e khutšoanyane ea hona joale ha YBCO e fetoha ho tloha ho superconducting mohato ho ea boemong bo hanyetsang. Ho sisinyeha hore ho na le matla a motlakase ho pholletsa le sebopeho sa tšepe sa superconductor-tloaelehileng, se fanang ka matla a karohano bakeng sa lipara tsa lesoba la elektronike tse entsoeng ka foto. Khokahano ena e khona ho tsamaisa ho tloha ho YBCO ho ea ho eleketrode ea tšepe ha YBCO e le superconducting 'me e fetohela ka lehlakoreng le fapaneng ha sampole e fetoha nonsuperconducting. Tšimoloho ea bokhoni e ka 'na ea amahanngoa ka tlhaho le phello ea proximity14,15,16,17 ho tšepe-superconductor interface ha YBCO e le superconducting' me boleng ba eona bo hakanngoa hore ke ~ 10−8 mV ho 50 K le laser intensity ea 502 mW. /cm2. Motsoako oa thepa ea mofuta oa p YBCO maemong a tloaelehileng le mofuta oa n-mofuta oa mofuta oa Ag-paste, haholo-holo, e leng quasi-pn junction e ikarabellang bakeng sa boitšoaro ba PV ba lirafshoa tsa YBCO mochesong o phahameng. Seo re se hlokometseng se fana ka leseli le eketsehileng mabapi le tšimoloho ea phello ea PV mochesong o phahameng oa superconducting YBCO ceramics le ho bula tsela bakeng sa ts'ebeliso ea eona ho lisebelisoa tsa optoelectronic tse kang mochine o motlakase o potlakileng joalo-joalo.
Setšoantšo sa 1a-c se bontša hore litšoaneleho tsa IV tsa sampuli ea YBCO ea ceramic ho 50 K. Ntle le khanya e khanyang, motlakase ho pholletsa le sampuli e lula e le zero ka ho fetoha ha hona joale, joalokaha ho ka lebelloa ho tloha ho thepa ea superconducting. Phello e hlakileng ea photovoltaic e hlaha ha lebone la laser le lebisitsoe ho cathode (setšoantšo sa 1a): li-curves tsa IV tse bapileng le I-axis li theohela tlase ka matla a ntseng a eketseha a laser. Ho hlakile hore ho na le voltage e mpe e hlahisoang ke lifoto leha e se na hona joale (hangata e bitsoang open circuit voltage Voc). Moepa oa lefela la 4 curve o bontša hore sampole e ntse e le superconducting tlas'a khanya ea laser.
(a–c) le 300 K (e–g). Maemo a V(I) a fumanoe ka ho fiela motlakase ho tloha ho −10 mA ho ea ho +10 mA ka vacuum. Ke karolo feela ea lintlha tsa liteko tse hlahisoang molemong oa ho hlaka. a, Litšobotsi tsa Hona joale-voltage tsa YBCO tse lekantsoeng ka letheba la leseare le behiloeng ho cathode (i). Li-curve tsohle tsa IV li na le mela e otlolohileng e bonts'ang sampole e ntse e le superconducting ka mahlaseli a laser. Mokokotlo o theohela tlase ka matla a laser a ntseng a eketseha, ho bonts'a hore ho na le monyetla o mobe (Voc) lipakeng tsa li-voltage tse peli esita le ka zero current. Li-curve tsa IV li lula li sa fetohe ha laser e lebisitsoe bohareng ba sampuli ho ether 50 K (b) kapa 300 K (f). Mohala o okametseng o ea holimo ha anode e bonesoa (c). Mohlala oa moralo oa mateano a tšepe-superconductor ho 50 K o bontšoa ho d. Litšobotsi tsa hajoale tsa "voltage" tsa boemo bo tloaelehileng ba YBCO ho 300 K e lekantsoeng ka lebone la laser le lebisitsoeng ho cathode le anode li fanoe ka e le g ka ho latellana. Ho fapana le liphetho ho 50 K, letsoapo le se nang zero la mela e otlolohileng le bontša hore YBCO e boemong bo tloaelehileng; boleng ba Voc bo fapana ka matla a khanya ka lehlakoreng le fapaneng, ho bonts'a mokhoa o fapaneng oa karohano ea litefiso. Sebopeho sa sebopeho se ka khonehang ho 300 K se bontšoa ho hj Setšoantšo sa sebele sa sampole se nang le li-lead.
YBCO e ruileng ka oksijene sebakeng sa superconducting e ka monya khanya ea letsatsi e batlang e tletse ka lebaka la lekhalo le lenyenyane haholo la matla (Mohlala)9,10, ka tsela eo e etsa lipara tsa electron-hole (e–h). Ho hlahisa motlakase oa potoloho e bulehileng Voc ka ho monya lifoto, hoa hlokahala ho arola lipara tsa eh tse hlahisoang ke lifoto pele ho kopanngoa hape18. Voc e mpe, e amanang le cathode le anode joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 1i, e fana ka maikutlo a hore ho na le matla a motlakase ho pholletsa le segokanyimmediamentsi sa tšepe-superconductor, se fielang lielektrone ho anode le masoba ho cathode. Haeba ho le joalo, ho boetse ho lokela ho ba le monyetla oa ho supa ho tloha ho superconductor ho ea ho electrode ea tšepe ho anode. Ka lebaka leo, Voc e ntle e ne e tla fumanoa haeba sebaka sa sampole se haufi le anode se bonesitsoe. Ho feta moo, ha hoa lokela ho ba le li-voltages tse susumetsoang ke foto ha letheba la laser le suptjoa libakeng tse hole le li-electrode. Ehlile ho joalo joalo ka ha ho ka bonoa setšoantšong sa 1b, c!.
Ha leseli le letheba le tloha ho electrode ea cathode ho ea bohareng ba sampuli (hoo e ka bang 1.25 mm ntle le li-interfaces), ha ho na phapang ea li-curve tsa IV 'me ha ho na Voc e ka bonoang ka ho eketsa matla a laser ho ea ho boleng bo phahameng bo fumanehang (setšoantšo sa 1b) . Ka tlhaho, sephetho sena se ka amahanngoa le nako e lekanyelitsoeng ea bophelo ba bajari ba nang le lifoto le ho hloka matla a karohano ho sampuli. Lipara tsa lesoba la elektrone li ka etsoa neng kapa neng ha sampole e bonesitsoe, empa boholo ba lipara tsa e–h li tla felisoa 'me ha ho na phello ea photovoltaic e bonoang haeba letheba la laser le oela libakeng tse hole le li-electrode. Ho tsamaisa sebaka sa laser ho li-electrode tsa anode, li-curves tsa IV tse bapileng le I-axis li ea holimo ka matla a laser a ntseng a eketseha (Setšoantšo sa 1c). Sebaka se ts'oanang sa motlakase se hahelletsoeng teng se teng mateanong a tšepe-superconductor sebakeng sa anode. Leha ho le joalo, electrode ea tšepe e hokahana le tataiso e ntle ea sistimi ea liteko nakong ena. Likoti tse hlahisoang ke laser li sutumetsoa ho anode lead mme ka hona ho bonoa Voc e ntle. Liphetho tse hlahisitsoeng mona li fana ka bopaki bo matla ba hore ho hlile ho na le sebopeho se ka bonts'ang ho tloha ho superconductor ho ea ho electrode ea tšepe.
Phello ea photovoltaic ho YBa2Cu3O6.96 ceramics ho 300 K e bontšoa setšoantšong sa 1e-g. Ntle le khanya e khanyang, IV curve ea sampole ke mola o otlolohileng o tšelang tšimoloho. Mohala ona o otlolohileng o nyolohela holimo ho bapa le oa pele o nang le matla a ntseng a eketseha a laser a irradiating ho li-cathode lead (Setšoantšo sa 1e). Ho na le linyeoe tse peli tse fokotsang thahasello bakeng sa sesebelisoa sa photovoltaic. Boemo ba nako e khutšoanyane bo etsahala ha V = 0. Hona joale tabeng ena ho thoe ke nako e khutšoanyane ea potoloho (Isc). Nyeoe ea bobeli ea moeli ke boemo ba potoloho e bulehileng (Voc) e hlahang ha R→∞ kapa hona joale e le zero. Setšoantšo sa 1e se bontša ka ho hlaka hore Voc e ntle 'me e eketseha ka matla a khanyang a ntseng a eketseha, ho fapana le sephetho se fumanoang ho 50 K; ha Isc e mpe e hlokomeloa ho eketseha ka boholo ka khanya ea leseli, boitšoaro bo tloaelehileng ba lisele tse tloaelehileng tsa letsatsi.
Ka mokhoa o ts'oanang, ha lebone la laser le supa libakeng tse hole le li-electrode, sekhahla sa V (I) se ikemetse ka matla a laser mme ha ho na phello ea photovoltaic e hlahang (setšoantšo sa 1f). Ho tšoana le ho lekanya ho 50 K, li-curve tsa IV li ea ka lehlakoreng le fapaneng ha electrode ea anode e khabisoa (setšoantšo sa 1g). Liphetho tsena kaofela tse fumanoeng bakeng sa sistimi ena ea ho peista ea YBCO-Ag ho 300 K e nang le laser e khantšitsoeng maemong a fapaneng a sampole li lumellana le sebopeho se ka bang teng se khahlano le se bonoang ho 50 K.
Boholo ba lielektrone condense ka Cooper lipara ka superconducting YBCO ka tlas'a phetoho mocheso lona Tc. Ha a ntse a le ka electrode ea tšepe, li-electrone kaofela li lula li le ka bonngoe. Ho na le e kholo segokanyipalo gradient bakeng sa bobeli lielektrone bonngoeng le lipara Cooper sebakeng se haufi le segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo tšepe-superconductor. Li-elektronike tse ngata tse tsamaisang thepa ea tšepe li tla hasana sebakeng sa superconductor, athe lipara tse ngata tse tsamaisang Cooper sebakeng sa YBCO li tla hasana sebakeng sa tšepe. Joalo ka lipara Cooper jereng liqoso tse ngata le ho ba le motsamao e khōloanyane ho feta lielektrone bonngoe diffuse ho tloha YBCO sebakeng metallic, liathomo positively qosoa setseng morao, ho fellang kateng le tšimo ea motlakase sebakeng qoso sebaka. Tataiso ea sebaka sena sa motlakase se bontšoa setšoantšong sa schematic Setšoantšo sa 1d. Khanya ea ketsahalo e haufi le sebaka sa tefiso ea sebaka e ka theha lipara tse tla aroloa ebe li fieloa ho hlahisa photocurrent ka lehlakoreng le ka morao. Hang ha li-electrone li tsoa sebakeng sa motlakase se hahiloeng, li kenngoa ka lipara 'me li phallela ho electrode e' ngoe ntle le khanyetso. Tabeng ena, Voc e khahlanong le polarity e behiloeng esale pele 'me e bontša boleng bo bobe ha lebone la laser le supa sebakeng se potolohileng electrode e mpe. Ho tloha boleng ba Voc, bokhoni bo ka mose ho sehokelo bo ka hakanyetsoa: sebaka se pakeng tsa li-voltage tse peli d ke ~ 5 × 10−3 m, botenya ba sehokelo sa tšepe-superconductor, di, e lokela ho ba tatellano e ts'oanang ea boholo. joalo ka bolelele ba tumellano ea YBCO superconductor (~1 nm)19,20, nka boleng ba Voc = 0.03 mV, Vms e ka bang teng ho segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo sa tšepe se lekoa ho ba ~10−11 V ho 50 K ka matla a laser a 502 mW/cm2, ho sebelisoa equation,
Re batla ho totobatsa mona hore motlakase o hlahisoang ke lifoto o ke ke oa hlalosoa ka phello ea mocheso oa lifoto. Ho 'nile ha etsoa liteko hore sekhahla sa Seebeck sa superconductor YBCO ke Ss = 021. Coefficient ea Seebeck bakeng sa likhoele tse etellang pele tsa koporo e sebakeng sa SCu = 0.34-1.15 μV / K3. Thempereichara ea terata ea koporo sebakeng sa laser e ka phahamisoa ka tekanyo e nyane ea 0.06 K ka boholo ba laser intensity e fumanehang ho 50 K. Sena se ka hlahisa matla a thermoelectric a 6.9 × 10−8 V e leng boholo ba litaelo tse tharo tse nyane ho feta. Voc e fumanoang ho Feiga 1 (a). Ho hlakile hore phello ea thermoelectric e nyane haholo ho hlalosa liphetho tsa liteko. Ha e le hantle, phapang ea mocheso ka lebaka la mahlaseli a laser e ne e tla nyamela ka nako e ka tlaase ho motsotso e le hore monehelo o tsoang ho phello ea mocheso o ka hlokomolohuoa ka mokhoa o sireletsehileng.
Phello ena ea photovoltaic ea YBCO mocheso oa kamore e senola hore mokhoa o fapaneng oa karohano ea litefiso o ameha mona. Superconducting YBCO maemong a tloaelehileng ke thepa ea mofuta oa p e nang le masoba joalo ka carrier22,23, athe metallic Ag-paste e na le litšobotsi tsa mofuta oa n-mofuta. Ho tšoana le li-junctions tsa pn, ho ata ha li-electrone ka har'a pente ea silevera le masoba a YBCO ceramic ho tla theha sebaka sa motlakase se ka hare se bontšang YBCO ceramic ho sebopeho (setšoantšo sa 1h). Ke tšimo ena ea ka hare e fanang ka matla a ho arohana 'me e lebisa ho Voc e ntle le e mpe ea Isc bakeng sa tsamaiso ea ho pata ea YBCO-Ag mocheso oa kamore, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 1e. Ntle le moo, Ag-YBCO e ka theha p-type Schottky junction eo hape e lebisang ho bokhoni ba sebopeho se nang le polarity e tšoanang le ea moetso o hlahisitsoeng ka holimo24.
Ho batlisisa ka mokhoa o qaqileng oa ho iphetola ha lintho tsa thepa ea photovoltaic nakong ea phetoho ea superconducting ea YBCO, li-curve tsa IV tsa sampuli ho 80 K li ne li lekantsoe ka matla a laser a khethiloeng a khantšang ka electrode ea cathode (setšoantšo sa 2). Ntle le mahlaseli a laser, motlakase ho pholletsa le sampuli o lula o le zero ho sa tsotellehe hore na ke ofe hona joale, o bontšang boemo ba superconducting ba sampuli ho 80 K (setšoantšo sa 2a). Ho ts'oana le data e fumanoeng ho 50 K, IV curves e bapileng le I-axis e theohela tlase ka matla a ntseng a eketseha a laser ho fihlela boleng ba bohlokoa ba Pc bo fihla. Ka holim'a matla ana a mahlonoko a laser (Pc), superconductor e kena phetohong ho tloha karolong ea superconducting ho ea ho ea ho hanyetsa; motlakase o qala ho eketseha ka hona joale ka lebaka la ponahalo ea ho hanyetsa ho superconductor. Ka lebaka leo, 4 curve e qala ho kopana le I-axis le V-axis e lebisang ho Voc e mpe le Isc e ntle qalong. Hona joale sampuli e bonahala e le boemong bo khethehileng boo ho bona polarity ea Voc le Isc e leng e hlokolosi haholo ho matla a khanya; ka keketseho e nyane haholo ea matla a khanya Isc e fetoloa ho tloha ho tse ntle ho ea ho tse mpe le Voc ho tloha ho mpe ho ea ho boleng bo botle, ho fetisa tšimoloho (boikutlo bo phahameng ba thepa ea photovoltaic, haholo-holo boleng ba Isc, ho khanya ho khanya ho ka bonoa ka ho hlaka ho Feiga. 2b). Ka matla a phahameng ka ho fetisisa a laser a fumanehang, li-curve tsa IV li ikemiselitse ho bapisa, ho bontša boemo bo tloaelehileng ba sampole ea YBCO.
Setsi sa laser spotting se behiloe ho pota-potile li-electrode tsa cathode (sheba setšoantšo sa 1i). a, IV curves ea YBCO e khanyang ka matla a fapaneng a laser. b (ka holimo), Ho itšetleha ka matla a Laser a voc ea potoloho e bulehileng ea motlakase oa Voc le nako e khuts'oane ea potoloho ea Isc. Litekanyetso tsa Isc li ke ke tsa fumanoa ka matla a tlaase a khanya ( <110 mW / cm2) hobane li-curve tsa IV li tšoana le I-axis ha sampuli e le boemong ba superconducting. b (ka tlase), ho hanyetsa ho fapana e le ts'ebetso ea matla a laser.
Ho itšetleha ka matla a laser ea Voc le Isc ho 80 K ho bontšoa setšoantšong sa 2b (holimo). Thepa ea photovoltaic e ka tšohloa libakeng tse tharo tsa matla a khanya. Sebaka sa pele se pakeng tsa 0 le Pc, moo YBCO e leng superconducting, Voc e mpe ebile e fokotseha (ho eketseha ka ho feletseng) ka matla a khanyang le ho fihla bonyane ho Pc. Sebaka sa bobeli se tsoa ho Pc ho ea ho matla a mang a bohlokoa P0, moo Voc e eketsehang ha Isc e fokotseha ka khanya e ntseng e eketseha 'me ka bobeli e fihla zero ho P0. Sebaka sa boraro se ka holimo ho P0 ho fihlela boemo bo tloaelehileng ba YBCO bo finyelloa. Leha ka bobeli Voc le Isc li fapana ka matla a khanya ka tsela e ts'oanang le sebakeng sa 2, li na le polarity e fapaneng kaholimo ho matla a bohlokoa P0. Bohlokoa ba P0 bo itšetlehile ka hore ha ho na phello ea photovoltaic mme mochine oa karohano ea tefiso o fetoha ka mokhoa o nepahetseng sebakeng sena se khethehileng. Sampole ea YBCO e fetoha e sa sebetseng hantle mofuteng ona oa matla a khanya empa boemo bo tloaelehileng bo sa ntsaneng bo tla fihleloa.
Ka ho hlakileng, litšobotsi tsa photovoltaic tsa tsamaiso li amana haufi-ufi le superconductivity ea YBCO le phetoho ea eona ea superconducting. Phapang ea ho hanyetsa, dV / dI, ea YBCO e bontšoa ho Setšoantšo sa 2b (ka tlaase) e le mosebetsi oa matla a laser. Joalokaha ho boletsoe pele, ho haha-ka motlakase bokgoni segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo ka lebaka la ho Cooper para diffusion lintlha ho tloha superconductor ho tšepe. E ts'oanang le e hlokometsoeng ho 50 K, phello ea photovoltaic e ntlafatsoa ka matla a laser a ntseng a eketseha ho tloha 0 ho ea ho Pc. Ha matla a laser a fihla boleng hanyenyane ka holim'a Pc, lekhalo la IV le qala ho thekesela 'me ho hanyetsa ha sampuli ho qala ho hlaha, empa polarity ea bokhoni ba sebopeho ha e e-s'o fetohe. Phello ea optical excitation ho superconductivity e 'nile ea batlisisoa sebakeng se bonahalang kapa se haufi le IR. Le hoja ts'ebetso ea motheo ke ho senya li-pair tsa Cooper le ho senya superconductivity25,26, maemong a mang phetoho ea superconductivity e ka ntlafatsoa27,28,29, mekhahlelo e mecha ea superconductivity e ka ba ea induced30. Ho ba sieo ha superconductivity ho PC ho ka amahanngoa le ho robeha ha para e entsoeng ke lifoto. Ntlheng ea P0, bokhoni ho pholletsa le segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo bo fetoha zero, ho bonts'a hore sekhahla sa tefiso mahlakoreng ka bobeli a sehokelo se fihla boemong bo ts'oanang tlasa matla ana a khanya ea leseli. Keketseho e eketsehileng ea matla a laser e fella ka hore lipara tse ngata tsa Cooper li senyehe 'me YBCO e fetoloa butle-butle ho khutlela ho thepa ea mofuta oa p. Sebakeng sa elektrone le Cooper para diffusion, tšobotsi ea segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo e se e ikemiselitse ka elektrone le lesoba diffusion e isang ho polarity reversal ea tšimo ea motlakase segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo 'me ka lebaka leo e ntle Voc (bapisa Fig.1d,h). Ka matla a laser a phahameng haholo, khanyetso ea phapang ea YBCO e tlala ho boleng bo lumellanang le boemo bo tloaelehileng 'me ka bobeli Voc le Isc li atisa ho fapana ka mokhoa o fapaneng le matla a laser (Setšoantšo sa 2b). Tlhokomelo ena e senola hore mahlaseli a laser ka boemo bo tloaelehileng ba YBCO ha e sa tla hlola e fetola resistivity ea eona le tšobotsi ea sebopeho sa superconductor-metal empa feela e eketsa mahloriso a lipara tsa elektronike-hole.
Ho batlisisa phello ea mocheso ho thepa ea photovoltaic, tsamaiso ea tšepe-superconductor e ne e khantšitsoe ka cathode e nang le laser e putsoa ea matla a 502 mW / cm2. Li-curve tsa IV tse fumanoang mochesong o khethiloeng pakeng tsa 50 le 300 K li fanoe ka setšoantšo sa 3a. Motlakase o bulehileng oa Voc, potoloho e khuts'oane ea Isc le ho hanyetsa ho fapana ho ka fumanoa ho li-curve tsena tsa IV 'me li bontšoa ho Setšoantšo sa 3b. Ntle le khanya ea leseli, li-curve tsohle tsa IV tse lekantsoeng ka mocheso o fapaneng li feta tšimoloho kamoo ho neng ho lebelletsoe (setšoantšo sa setšoantšo sa 3a). Litšobotsi tsa IV li fetoha haholo ka mocheso o ntseng o eketseha ha tsamaiso e bonesoa ke lebone la laser le batlang le le matla (502 mW / cm2). Lithempereichara tse tlase li-curve tsa IV ke mela e otlolohileng e bapileng le I-axis e nang le boleng bo bobe ba Voc. Mokokotlo ona o nyolohela holimo ka mocheso o ntseng o eketseha 'me butle-butle o fetoha mola o nang le moepa o sa tloaelehang mocheso o boima oa Tcp (setšoantšo sa 3a (holimo)). Ho bonahala eka li-curve tsa IV kaofela li potoloha ntlha e 'ngoe ho quadrant ea boraro. Voc e nyoloha ho tloha ho boleng bo fosahetseng ho ea ho bo nepahetseng ha Isc e theoha ho tloha ho boleng bo botle ho ea ho boleng bo bobe. Ka holim'a mocheso oa pele oa phetoho ea superconducting Tc ea YBCO, lekhalo la IV le fetoha ho fapana le mocheso (ka tlaase ho setšoantšo sa 3a). Ntlha ea pele, setsi sa ho potoloha sa IV curves se fallela karolong ea pele ea quadrant. Taba ea bobeli, Voc e ntse e fokotseha 'me Isc e ntse e eketseha ka mocheso o ntseng o eketseha (holimo ho Feiga 3b). Ntlha ea boraro, moepa oa li-curve tsa IV o eketseha ka mokhoa o lumellanang le mocheso o hlahisang mocheso o motle oa ho hanyetsa YBCO (ka tlaase ho setšoantšo sa 3b).
Ho itšetleha ka mocheso oa litšoaneleho tsa photovoltaic bakeng sa mokhoa oa ho peista oa YBCO-Ag tlas'a khanya ea laser ea 502 mW/cm2.
Setsi sa laser spotting se behiloe ho pota-potile li-electrode tsa cathode (sheba setšoantšo sa 1i). a, IV curves fumanoa ho tloha 50 ho 90 K (holimo) le ho tloha 100 ho ea ho 300 K (tlase) le mocheso o ntseng o eketseha oa 5 K le 20 K, ka ho latellana. Inset a e bonts'a litšobotsi tsa IV lithempereichara tse 'maloa lefifing. Li-curve kaofela li tšela ntlha ea tšimoloho. b, motlakase oa potoloho e bulehileng Voc le potoloho e khutšoanyane ea hona joale Isc (holimo) le ho hanyetsa phapang, dV/dI, ea YBCO (ka tlaase) e le mosebetsi oa mocheso. The zero resistance superconducting transition mocheso Tcp ha e fanoe hobane e haufi haholo le Tc0.
Lithempereichara tse tharo tse mahlonoko li ka tsejoa ho tloha setšoantšong sa 3b: Tcp, ka holim'a eona YBCO e fetoha e seng ea superconducting; Tc0, eo ka bobeli Voc le Isc li fetohang zero le Tc, mocheso oa pele oa ho qala ho fetoha o matla oa YBCO ntle le mahlaseli a laser. Ka tlase ho Tcp ~ 55 K, YBCO e khantšitsoeng ka laser e maemong a phahameng ka ho fetesisa a nang le lipara tse ngata tsa Cooper. Phello ea mahlaseli a laser ke ho fokotsa mocheso oa phetoho ea zero ho tloha ho 89 K ho ea ~ 55 K (ka tlaase ho setšoantšo sa 3b) ka ho fokotsa mahloriso a Cooper pair ho phaella ho hlahisa motlakase oa photovoltaic le hona joale. Mocheso o ntseng o eketseha o boetse o senya lipara tsa Cooper tse lebisang ho bokhoni bo tlaase ba sebopeho. Ka lebaka leo, boleng bo felletseng ba Voc bo tla fokotseha, leha ho sebelisoa matla a tšoanang a khanya ea laser. Monyetla oa li-interface o tla ba nyane hape o be nyane ka keketseho e eketsehileng ea mocheso mme o fihle ho zero ho Tc0. Ha ho na phello ea photovoltaic sebakeng sena se khethehileng hobane ha ho na sebaka se ka hare sa ho arola lipara tsa elektronike tse entsoeng ke lifoto. Phetoho ea polarity ea bokhoni e etsahala ka holim'a mocheso ona o mahlonoko kaha tefiso ea mahala ho paste ea Ag e kholo ho feta ea YBCO e khutlisetsoang butle-butle ho thepa ea mofuta oa p. Mona re batla ho hatisa hore phetoho ea polarity ea Voc le Isc e etsahala hang ka mor'a phetoho ea superconducting ea zero, ho sa tsotellehe sesosa sa phetoho. Tlhokomelo ena e senola ka ho hlaka, ka lekhetlo la pele, kamano pakeng tsa superconductivity le liphello tsa photovoltaic tse amanang le bokhoni ba sebopeho sa tšepe-superconductor. Sebopeho sa bokhoni bona ho pholletsa le sebopeho sa tšepe se tloaelehileng-superconductor e bile sepheo sa lipatlisiso lilemong tse mashome a 'maloa tse fetileng empa ho na le lipotso tse ngata tse ntseng li emetse ho arajoa. Tekanyo ea phello ea photovoltaic e ka 'na ea e-ba mokhoa o atlehang oa ho hlahloba lintlha (tse kang matla a eona le polarity joalo-joalo) ea bokhoni bona ba bohlokoa' me kahoo e fana ka leseli holim'a mocheso o phahameng oa superconducting proximity effect.
Keketseho e eketsehileng ea mocheso ho tloha ho Tc0 ho ea ho Tc e lebisa tlhokomelong e nyane ea li-Cooper pairs le ntlafatso ea bokhoni ba sebopeho mme ka lebaka leo e kholoanyane Voc. Ho Tc, "Cooper pair concentrations" e fetoha zero, 'me bokhoni ba ho aha ka har'a sehokelo bo fihla ho palo e kholo, ho fella ka Voc le bonyane ba Isc. Keketseho e potlakileng ea Voc le Isc (boleng bo feletseng) sebakeng sena sa mocheso se lumellana le phetoho ea superconducting e atolositsoeng ho tloha ΔT ~ 3 K ho ~ 34 K ka mahlaseli a laser a matla a 502 mW / cm2 (Setšoantšo sa 3b). Linaheng tse tloaelehileng tse ka holimo ho Tc, motlakase oa potoloho o bulehileng Voc o fokotseha ka mocheso (ka holimo ho Fig. 3b), e tšoanang le boitšoaro bo tloaelehileng ba Voc bakeng sa lisele tse tloaelehileng tsa letsatsi tse thehiloeng ho pn junctions31,32,33. Le hoja sekhahla sa phetoho ea Voc le mocheso (−dVoc/dT), e itšetlehileng ka matla ka laser intensity, e nyenyane haholo ho feta ea lisele tse tloaelehileng tsa letsatsi, mocheso oa mocheso oa Voc bakeng sa YBCO-Ag junction o na le tatellano ea boholo bo tšoanang le eo. ea lisele tsa letsatsi. Phallo ea ho lutla ha pn junction bakeng sa sesebelisoa se tloaelehileng sa sele ea letsatsi e eketseha ka mocheso o ntseng o eketseha, o lebisang ho fokotseha ha Voc ha mocheso o ntse o eketseha. Li-curve tsa linear IV tse hlokometsoeng bakeng sa tsamaiso ena ea Ag-superconductor, ka lebaka la pele bokhoni bo fokolang haholo ba li-interface 'me ea bobeli ke khokahanyo ea morao-rao ea li-heterojunctions tse peli, e etsa hore ho be thata ho fumana hore na ho lutla hona joale. Leha ho le joalo, ho na le monyetla oa hore mocheso o ts'oanang oa ho lutla ha hona joale o ikarabella bakeng sa boitšoaro ba Voc bo bonoang litekong tsa rona. Ho latela tlhaloso, Isc ke hona joale e hlokahalang ho hlahisa voltage e mpe ho lefa Voc e le hore motlakase o felletseng e be zero. Ha mocheso o ntse o eketseha, Voc e fetoha e nyane hoo hona joale e hlokahalang ho hlahisa motlakase o fosahetseng. Ho feta moo, khanyetso ea YBCO e eketseha ka mokhoa o ts'oanang le mocheso ka holimo ho Tc (ka tlaase ho setšoantšo sa 3b), e leng se tlatsetsang ho bohlokoa bo fokolang ba Isc ka mocheso o phahameng.
Hlokomela hore liphetho tse fanoeng ho Feiga 2,3 li fumanoa ka laser irradiating sebakeng se potolohileng cathode electrode. Litekanyo li 'nile tsa phetoa le laser spotting e behiloeng ho anode le litšobotsi tse tšoanang tsa IV le thepa ea photovoltaic e hlokometsoe ntle le hore polarity ea Voc le Isc e fetotsoe tabeng ena. Lintlha tsena kaofela li lebisa mochineng oa phello ea photovoltaic, e amanang haufi-ufi le superconductor-metal interface.
Ka kakaretso, litšobotsi tsa IV tsa laser irradiated superconducting YBCO-Ag paste system li lekantsoe e le mesebetsi ea mocheso le matla a laser. Phello e tsotehang ea photovoltaic e 'nile ea hlokomeloa mocheso oa mocheso ho tloha ho 50 ho ea ho 300 K. Ho fumanoa hore thepa ea photovoltaic e amana ka matla le superconductivity ea YBCO ceramics. Phetoho ea polarity ea Voc le Isc e etsahala hang ka mor'a hore photo-induced superconducting ho phetoho e seng ea superconducting. Ho itšetleha ka mocheso oa Voc le Isc ho lekantsoe ka matla a laser a tsitsitseng ho boetse ho bonts'a phetoho e ikhethang ea polarity mochesong o matla oo sampole e fetohang e hanyetsanang le eona. Ka ho fumana sebaka sa laser karolong e fapaneng ea sampole, re bonts'a hore ho na le matla a motlakase ho pholletsa le segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo, se fanang ka matla a karohano bakeng sa dipara tsa electron-hole tse entsweng foto. Khokahano ena e khona ho tsamaisa ho tloha ho YBCO ho ea ho eleketrode ea tšepe ha YBCO e le superconducting 'me e fetohela ka lehlakoreng le fapaneng ha sampole e fetoha nonsuperconducting. Tšimoloho ea bokhoni e ka 'na ea amahanngoa ka tlhaho le phello e haufi le sehokelo sa tšepe-superconductor ha YBCO e le superconducting' me ho hakanngoa hore ke ~ 10−8 mV ho 50 K ka laser intensity ea 502 mW/cm2. Ho kopana le thepa ea mofuta oa p YBCO maemong a tloaelehileng a nang le mofuta oa n-ag-paste e theha mokoloko oa quasi-pn o ikarabellang bakeng sa boitšoaro ba photovoltaic ba YBCO ceramics mochesong o phahameng. Lintlha tse ka holimo li fana ka leseli mabapi le phello ea PV ka mocheso o phahameng oa superconducting YBCO ceramics le ho bula tsela ea ho ea lits'ebetsong tse ncha ka lisebelisoa tsa optoelectronic tse kang mochine o motlakase o potlakileng le mochine o le mong oa photon.
Liteko tsa phello ea photovoltaic li entsoe ka sampole ea YBCO ceramic ea botenya ba 0.52 mm le 8.64 × 2.26 mm2 sebopeho sa khutlonnetsepa 'me e bonesitsoe ke leqhubu le tsoelang pele la blue-laser (λ = 450 nm) le boholo ba laser spot ea 1.25 mm ka radius. Ho sebelisa bongata ho e-na le sampuli e tšesaane ea filimi ho re nolofalletsa ho ithuta thepa ea photovoltaic ea superconductor ntle le ho sebetsana le tšusumetso e rarahaneng ea substrate6,7. Ho feta moo, thepa e ngata e ka ba molemo bakeng sa mokhoa oa eona o bonolo oa ho lokisa le litšenyehelo tse batlang li le tlaase. Lithapo tse etellang pele tsa koporo li kopantsoe sampula ea YBCO ka pente ea silevera e etsang li-electrode tse chitja tse ka bang 1 mm ka bophara. Sebaka se pakeng tsa li-electrode tse peli tsa motlakase ke hoo e ka bang 5 mm. Litšobotsi tsa IV tsa sampole li ile tsa lekanyetsoa ho sebelisoa sampole ea magnetometer (VersaLab, Quantum Design) e nang le fensetere ea kristale ea quartz. Ho ile ha sebelisoa mokhoa o tloaelehileng oa terata e mene ho fumana li-curve tsa IV. Maemo a amanang le li-electrode le letheba la laser li bonts'itsoe setšoantšong sa 1i.
Mokhoa oa ho qotsa sengoloa sena: Yang, F. et al. Tšimoloho ea phello ea photovoltaic ho superconducting YBa2Cu3O6.96 ceramics. Sci. Rep. 5, 11504; doi: 10.1038/srep11504 (2015).
Chang, CL, Kleinhammes, A., Moulton, WG & Testardi, LR Symmetry-e hanetsoeng ka laser-induced voltages ho YBa2Cu3O7. Phys. Rev. B 41, 11564–11567 (1990).
Kwok, HS, Zheng, JP & Dong, SY Tšimoloho ea lets'oao le makatsang la photovoltaic ho Y-Ba-Cu-O. Phys. Rev. B 43, 6270–6272 (1991).
Wang, LP, Lin, JL, Feng, QR & Wang, GW Measurement ea laser-induced voltages of superconducting Bi-Sr-Ca-Cu-O. Phys. Rev. B 46, 5773–5776 (1992).
Tate, KL, le ba bang. Li-voltage tsa nakoana tse hlahisoang ke laser lifiliming tsa mocheso oa kamore ea YBa2Cu3O7-x. J. Appl. Phys. 67, 4375–4376 (1990).
Kwok, HS & Zheng, JP Anomalous photovoltaic response in YBa2Cu3O7 . Phys. Rev. B 46, 3692–3695 (1992).
Muraoka, Y., Muramatsu, T., Yamaura, J. & Hiroi, Z. Photogenerated hole carrier injection to YBa2Cu3O7−x in an oxide heterostructure. Appl. Phys. Lett. 85, 2950-2952 (2004).
Asakura, D. et al. Boithuto ba Photoemission ba lifilimi tse tšesaane tsa YBa2Cu3Oy tlas'a khanya e khanyang. Phys. Moruti Lett. 93, 247006 (2004).
Yang, F. et al. Photovoltaic effect ea YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3 :Nb heterojunction annealed ho fapaneng oksijene karolo khatello ea. Mater. Lett. 130, 51-53 (2014).
Aminov, BA et al. Sebopeho sa Likhalo tse peli ka likristale tse le 'ngoe tsa Yb(Y)Ba2Cu3O7-x. J. Supercond. 7, 361–365 (1994).
Kabanov, VV, Demsar, J., Podobnik, B. & Mihailovic, D. Quasiparticle relaxation dynamics ka li-superconductors tse nang le mekhoa e fapaneng ea lekhalo: Khopolo le liteko ho YBa2Cu3O7-δ. Phys. Rev. B 59, 1497–1506 (1999).
Sun, JR, Xiong, CM, Zhang, YZ & Shen, BG Ho lokisa thepa ea YBa2Cu3O7-δ/SrTiO3 :Nb heterojunction. Appl. Phys. Lett. 87, 222501 (2005).
Kamarás, K., Porter, CD, Doss, MG, Herr, SL & Tanner, DB Excitonic absorption and superconductivity in YBa2Cu3O7-δ . Phys. Moruti Lett. 59, 919–922 (1987).
Yu, G., Heeger, AJ & Stucky, G. Transient photoinduced conductivity in semiconducting single crystals of YBa2Cu3O6.3: batla photoinduced metallic state le photoinduced superconductivity. Seboka sa Naha se Tiileng. 72, 345–349 (1989).
McMillan, mohlala oa WL Tunneling oa phello e haufi ea superconducting. Phys. Tšen. 175, 537–542 (1968).
Guéron, S. et al. Superconducting proximity effect e batlisisitsoe ka sekala sa bolelele ba mesoscopic. Phys. Moruti Lett. 77, 3025–3028 (1996).
Annunziata, G. & Manske, D. Proximity effect le li-superconductors tse noncentrosymmetric. Phys. Rev. B 86, 17514 (2012).
Qu, FM le ba bang. Matla a matla a ho atamela ka matla ho meaho e nyalisitsoeng ea Pb-Bi2Te3. Sci. Rep. 2, 339 (2012).
Chapin, DM, Fuller, CS & Pearson, GL A new silicon pn junction photocell bakeng sa ho fetola mahlaseli a letsatsi hore e be matla a motlakase. J. App. Phys. 25, 676–677 (1954).
Tomimoto, K. Liphello tse sa hloekang ka bolelele ba coherence superconducting ka Zn- kapa Ni-doped YBa2Cu3O6.9 e le 'ngoe ea likristale. Phys. Rev. B 60, 114–117 (1999).
Ando, Y. & Segawa, K. Magnetoresistance of Untwinned YBa2Cu3Oy kristale e le 'ngoe ka mefuta e mengata ea li-doping: ho itšetleha ka mokhoa o makatsang oa lesoba la bolelele ba momahano. Phys. Moruti Lett. 88, 167005 (2002).
Obertelli, SD & Cooper, JR Systematics ka matla a thermoelectric a phahameng-T, oxides. Phys. Rev. B 46, 14928–14931, (1992).
Sugai, S. et al. Phetoho ea matla e itšetlehileng ka mojari oa tlhōrō e kopanetsoeng le mokhoa oa LO phonon ho p-type high-Tc superconductors. Phys. Rev. B 68, 184504 (2003).
Nojima, T. et al. Ho fokotsa likoti le ho bokella elektronike lifiliming tse tšesaane tsa YBa2Cu3Oy tse sebelisang mokhoa oa electrochemical: Bopaki ba boemo ba tšepe ba mofuta oa n. Phys. Rev. B 84, 020502 (2011).
Tung, RT Fisiks le k'hemistri ea bophahamo ba mokoallo oa Schottky. Appl. Phys. Lett. 1, 011304 (2014).
Sai-Halasz, GA, Chi, CC, Denenstein, A. & Langenberg, DN Liphello tsa ho Qhoeha ka Matla ka Ntle ho Lifilimi tsa Superconducting. Phys. Moruti Lett. 33, 215–219 (1974).
Nieva, G. et al. Photoinduced ntlafatso ea superconductivity. Appl. Phys. Lett. 60, 2159–2161 (1992).
Kudinov, VI et al. Ho phehella ha photoconductivity lifiliming tsa YBa2Cu3O6+x e le mokhoa oa ho etsa photodoping ho ea likarolong tsa tšepe le tsa superconducting. Phys. Rev. B 14, 9017–9028 (1993).
Mankowsky, R. et al. Nonlinear lattice dynamics e le motheo oa ho ntlafatsa superconductivity ho YBa2Cu3O6.5. Tlhaho 516, 71-74 (2014).
Fausti, D. et al. Superconductivity e hlahisoang ke khanya ka har'a mohope o hlophisitsoeng ka mela. Saense 331, 189-191 (2011).
El-Adawi, MK & Al-Nuaim, IA Ts'ebetso ea mocheso oa VOC bakeng sa sele ea letsatsi mabapi le mokhoa oa eona o mocha o sebetsang hantle. Desalination 209, 91-96 (2007).
Vernon, SM & Anderson, WA Litlamorao tsa mocheso ho lisele tsa letsatsi tsa Schottky-barrier silicon. Appl. Phys. Lett. 26, 707 (1975).
Katz, EA, Faiman, D. & Tuladhar, SM Ho itšetleha ka mocheso bakeng sa lisebelisoa tsa photovoltaic tsa lisele tsa letsatsi tsa polymer-fullerene tlas'a maemo a sebetsang. J. Appl. Phys. 90, 5343–5350 (2002).
Mosebetsi ona o 'nile oa tšehetsoa ke National Natural Science Foundation ea Chaena (Grant No. 60571063), Merero ea Mantlha ea Lipatlisiso ea Profinseng ea Henan, Chaena (Grant No. 122300410231).
FY e ngotse mongolo oa pampiri mme MYH e lokiselitse sampole ea YBCO ceramic. FY le MYH ba entse teko mme ba sekaseka sephetho. FGC e ile ea etella pele morero le tlhaloso ea saense ea data. Bangoli bohle ba ile ba hlahloba buka e ngotsoeng ka letsoho.
Mosebetsi ona o na le lengolo la tumello tlas'a Creative Commons Attribution 4.0 International License. Litšoantšo kapa lintho tse ling tse hlahang sengolong sena li kenyellelitsoe lengolong la lengolo la Creative Commons, ntle le haeba ho boletsoe ka tsela e 'ngoe mocheng oa mokoloto; haeba thepa e sa kenyelletsoa tlas'a laesense ea Creative Commons, basebelisi ba tla hloka ho fumana tumello ho tsoa ho mong'a laesense ho hlahisa thepa hape. Ho sheba kopi ea laesense ena, etela http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Yang, F., Han, M. & Chang, F. Tšimoloho ea phello ea photovoltaic ho superconducting YBa2Cu3O6.96 ceramics. Sci Rep 5, 11504 (2015). https://doi.org/10.1038/srep11504
Ka ho fana ka maikutlo, u lumela ho latela Melaoana ea rona le Litaelo tsa Sechaba. Haeba u fumana ntho e itseng e hlekefetsa kapa e sa lumellaneng le lipehelo kapa litataiso tsa rona ka kopo, e tšoaee e sa nepahala.
Nako ea poso: Apr-22-2020