КОНДЕНСИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ

Медленная межзонная рекомбинация как причина аномального термоэлектрического отклика $p{-}n$ переходов

А. С. Петров, Д. А. Свинцов

Московский физико-технический институт, лаборатория оптоэлектроники двумерных материалов, 141701 Долгопрудный, Россия

Аннотация: Термоэлектрические эффекты в $p{-}n$ переходах широко используются для генерации энергии из градиентов температуры, создания компактных охладителей Пельтье и, в последнее время, для чувствительного детектирования инфракрасного и терагерцового излучения. Обычно предполагается, что электроны и дырки, создающие термоэлектрический ток, находятся в равновесии и имеют общий квази-уровень Ферми. Мы показываем, что отсутствие межзонного равновесия приводит к аномальному знаку и величине термоэлектрического напряжения, возникающего на $ p{-}n $ переходе. Аномалии возникают при условии, что диффузионная длина неосновных носителей заряда превышает размер горячего пятна на переходе. Нормальная величина термоэлектрического напряжения частично восстанавливается, если допускается межзонное туннелирование на $ p{-}n $ переходе. Предсказываемые эффекты могут быть важны в криогенно охлаждаемых фотоодекторах на основе двуслойного графена и квантовых ям CdHgTe.

Поступила в редакцию: 22.11.2024
Исправленный вариант: 08.12.2024
Принята в печать: 09.12.2024

DOI: 10.31857/S0370274X25020109

 Англоязычная версия: Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, 2025, 121:3, 214–219