Diskussion:Photogalvanischer Effekt

Dieser Artikel wurde ab August 2009 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Photogalvanischer Effekt“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden.

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Dieser Artikel ist nicht ganz richtig. Der Photogalvanische Effekt (PE) beschriebt einen optisch induzierten Storm der aufgrund von asymmetrischen intinsischen Eigenschaften in Kristallen hervorgerufen wird. Diese Ursachen sind z.B. Inversionasymmetrie sein. (1) Es gibt unterschiedliche PE, wie den linearen und zirkularen PE, entsprechend der anderegenden Polarisation. Untergruppen der LPE und ZPE sind Verschiebe- und Injektionsströme z.B. in Wurzit-Materialen. Bei ersterem ist der Ursprung des PE eine optisch induzierte Ladungsträgerverschiebung und bei letzterem eine induzierte Inbalance der Verteilung der Ladungsträger im Impulsraum. (2) Weiterhin gibt es noch anderen PE Ursachen, wie den magneto-PE. Bei diesem wird ein äußeres magnetisches Feld an die Probe angelegt und sorgt in Anwesenheit des magn. Feldes für einen Strom bei gleichzeitiger optischen Anregung. (3) Dieses wird beispielsweise zum Messen von reinen Spinströmen verwendet.(4)

Zudem gibt es noch andere PE, die ich jedoch selbst nicht wirklich kenne.

Der Wikipedia artikel erweckt den Eindruck, dass sich der PE auschließlich durch Anregung durch THz-Strahlung beobachten lässt oder zumindest dies sehr verbreitet wäre. Dies ist jedoch im Allgemeinen nicht der Fall. Quellen (1) und (3), wobei auch erstere im eigentlichen Artikel zitiert wurde, kommen von der gleichen Arbeitsgruppe. In dieser wird vermehrt THz zur Anregung verwendet, da diese aufgrund ihrer niedrigen Energie nur Intra-Subbandübergänge zu lassen und somit einige Probleme bei Interband-Anregung umgehen. Die Interband-Anregung hingegen hat den Vorteil, dass der zumessende Strom deutlich größer ist.(5) Weiterhin weiß ich gerade nicht, wie es sich bei der reinen THz-Anregung für Tieftemperaturen in undotierten Halbleitern (HL) gestalltet. Mein Gefühl sagt mir jedoch, dass dieses nicht möglich ist, da keine Ladungsträger in Valenz und Leitungsband zur Verfügung stehen. (In dotierten HL sollte dies möglich sein.)

Es sei noch angemerkt, dass der PE sich nicht nur auch niederdimensionale Systeme, wie Quanten-Wells, beschränkt sondern auch in Volumenmaterial auftritt.(2)

(1) Wolfgang Weber: Terahertzlaserinduzierte Photogalvanische Effekte in Halbleiter-Quantenfilmen und deren Anwendung. Regensburg 2008 (Dissertation, Universität Regensburg, Auf Archivserver deposit.d-nb.de

(2) doi: 10.1063/1.2131191

(3) doi: 10.1088/0268-1242/23/11/114003

(4) doi: 10.1038/nphys675

(5) doi: 10.1103/PhysRevLett.104.246601

(nicht signierter Beitrag von 192.53.103.200 (Diskussion) 11:23, 14. Nov. 2012 (CET))

Hallo, ich habe leider keine Zeit näher darauf einzugehen, aber da du dir schon die Zeit genommen hast einen längeren Diskussionbeitrag zu schreiben, hast du evtl. auch Lust und Zeit deine Anmerkungen selbst in den Artikel einzuarbeiten. Die Wikipedia lebt von Teilnahme und Artikel verbessern darf jeder. Also sei mutig! Bitte vergiss bei fachlichen Änderungen nicht Quellen oder Belege anzugeben. Grüße --Cepheiden (Diskussion) 14:39, 14. Nov. 2012 (CET)

Danke für deine Aufmunterung zum Schreiben des Artikels selbst.

Leider bin ich mir nicht ganz sicher, was genau der Photogalvanische Effekt (PGE) genau ist. Wenn man z.B. mal von der Halbleiterphysik weg geht und etwas allgemeiner sucht, findet man Publikationen die sich mit einer sogannten Photogalvanischen Zelle beschäftigen. Diese funtkionieren wie die Galvanische Zelle nur, dass auch noch eine Beleuchtung einer oder beider Elektroden notwendig ist. Dabei wird durch ein Photon ein Elektron in der Anode vom Valenz- ins Leitungsband gehoben und aufgrund der verschiedenen Elektronegativitäten der Elektroden in einen Strom verwandelt. Das entstandene Loch wird durch ein Elektron aus der Lösung wieder aufgefüllt.(1)

In der Halbleiterphysik wird der PGE jeodch als Effekt bschrieben, der in optisch aktiven (gyrotropischen) Kristallen zu einem konstanten Strom führt. (2) Somit unterscheidet sich der Strom durch den PGE von dem des Photovoltaischer Effektes (PVE), dass der PVE eine Raumladung vorraussetzt und nicht auf wie der PGE ein gyrotropischen Kristall. Btw. wenn von dem PGE in Quantenwells gesprochen wird, ist immer der Strom in der Ebene senkrecht zur Wachstumsrichtung gemeint. Der Strom des PVE fließt aber immer in Richtung der Wachstumsrichtung, da ein p-n-Übergang gebraucht wird (siehe Diode).

Also würde ich veraögemeinert eher zu der Beschreibung gehen:

Der Photogalvanische Effekt ist eine Veralgemeinerung für Vorgänge, die einen optischinduzierten Strom aufgrund der gyrotropischen Eigenschaften eines Mediums in diesem ensteht beschreiben.

Kann es sein, dass ich noch was wichtiges vergessen habe, bzw. sehe ich dies so richtig?

(1) J. Chem. Phys. 8, 551 (1940); doi: 10.1063/1.1750711

(2) V.M. Asnin, A.A. Bakun, A.M. Danishevskii, E.L. Ivchenko, G.E. Pikus, A.A. Rogachev,“Circular” photogalvaniceffect in optically active crystals, Solid State Communications, Volume 30, Issue 9, June 1979, Pages 565–570 http://dx.doi.org/10.1016/0038-1098(79)91137-2 (nicht signierter Beitrag von 192.53.103.200 (Diskussion) 14:41, 15. Nov. 2012 (CET))

habe den Artikel mal neu geschrieben.

LG (nicht signierter Beitrag von Salziger (Diskussion | Beiträge) 16:56, 25. Aug. 2014 (CEST))

Effekt oder Effekte

Ist es nur ein Effekt oder ist es eine Gruppe von Effekten? --Cepheiden (Diskussion) 20:23, 5. Sep. 2014 (CEST)

Also das ist eine recht schwierige Frage, würde aber eher zu einer Gruppe tendieren, da wie ich in dem Wiki Artikel schon geschrieben habe, es mehrere Beiträge zu dem Effekt gibt. Der Photgalvanische Effekt (PGE) besagt nur, dass der Photostrom aufgrund der Materialsymmetrie zustande kommt, ohne externe Spannungen. Wenn man sich das aber genauer betrachtet, kann man den PGE in einen verschiebe- und eine balistischen Teil unterteilen. Dazu muss man aber eine mikroskopische Betrachtung des Problemes bemühen.Der Verschiebeteil beschreibt einen räumlischen Versatz von Ladungsträgeren durch ein Photonen. (Da z.B. Valenz und Leitungsbänder in GaAs örtlich getrennt sind, und bei einer Interband-anregung das Valenzelektron sich verschiebt, wenn es ein Leitungselektron wird. Diese Verschiebungen sind i.A. nicht isotrop, deshalb kommt es zu einem Strom.) Der balistische Anteil hingegen, kommt durch asymmetrische Bandstrukturen (E(k)!=E(-k)) zustande. Die optisch erzeugten Ladungsträger haben also aufgrund der Bandasymmetrien einen Gesamtimpuls ungleich null (also erzeugen sie auch einen elektr. Strom). (Achtung dies ist kein Impulsübertrag von Photon auf Ladungsträger, wie beim Dragg effekt !!!)

Teilweise wird auch der Magneto-Photgalvanische Effekt zum PGE dazugezählt. Also der Erzeugung von Photoströmen innerhalb eines magnetischen Feldes. Hierbei treten Hallströme für den balistischen Anteil des PGE auf, aber auch komplett neue. (nicht signierter Beitrag von 192.53.103.200 (Diskussion) 20:39, 8. Okt. 2014 (CEST))