Статья сотрудника ИК РАН опубликована в журнале "Science"

15.01.2019

В журнале "Science" опубликована научная статья, соавтором которой выступил главный научный сотрудник Института кристаллографии ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН д.ф.-м.н. Владимир Михайлович Фридкин.

Явление необычного фотовольтаического эффекта в кристаллах без центра симметрии впервые экспериментально обнаружено в сегнетоэлектрике сульфоиодида сурьмы 50 лет назад в Институте кристаллографии им. А.В. Шубникова группой В.М. Фридкина. Фотовольтаический ток зависел от ориентации вектора поляризации света по отношению к кристаллографическим осям, описывался тензором 3-го ранга и генерировал огромные напряжения, на несколько порядков превышающих ширину запрещенной зоны кристалла.

В дальнейшем явление получило название объемного фотовольтаического эффекта, теорию которого развили советские теоретики Е.Л. Ивченко, В.И. Белиничер и Б.И. Стурман. Было показано, что этот новый кристаллофизический эффект обусловлен асимметрией электронных процессов в пьезо- и сегнетоэлектрических кристаллах, а сам объемный фотовольтаический ток состоит из двух компонент: классической (баллистический ток) и квантовой (сдвиговый ток). Сдвиговый ток – новое квантовое явление. Оно заключается в том, что любое изменение энергии электрона под действием кванта света приводит к сдвигу электрона в реальном пространстве кристалла. Время этого сдвига является атомным – доли фемтосекунды. Поэтому сдвиговый ток, как и квантовое явление сдвига, предсказанные 40 лет назад, до настоящего времени не наблюдались.

Квантовый эффект сдвига впервые был зафиксирован в лаборатории Пенсильванского университета в 2018 году, а руководителем и вдохновителем проведения эксперимента был Владимир Михайлович Фридкин. Метод основан на наблюдении объемного фотовольтаического тока в пьезоэлектрических кристаллах силленита германия в магнитном поле при освещении кристалла линейно и циркулярно поляризованным светом.