електрорушійна сила, що виникає в напівпровіднику (Див. Напівпровідники) при поглинанні в ньому електромагнітного випромінювання (фотонів). Поява Ф. (фотовольтаїчний ефект) обумовлено просторовим поділом генеруються випромінюванням носіїв заряду (фотоносіїв). Поділ фотоносіїв відбувається в процесі їх дифузії і дрейфу в електричному і магнітному полях через нерівномірне генерації, неоднорідності кристала, впливу зовнішнього магнітного поля, одновісного стиску і ін.
Об'ємна Ф. в однорідному напівпровіднику, обумовлена неоднаковою генерацією в ньому фотоносіїв, називається дифузійної, або фотоерс Дембера. При нерівномірному освітленні напівпровідника або опроміненні його сильно поглинає (і швидко загасає в глибині кристала) випромінюванням концентрація фотоносіїв велика поблизу облучаемой межі і мала або дорівнює нулю в затемнених ділянках. Фотоносіїв дифундують від опромінюється межі в область, де їх концентрація менше, і якщо рухливості електронів провідності і дірок неоднакові, в обсязі напівпровідника виникає просторовий заряд, а між освітленим і затемненим ділянками - фотоерс Дембера. Величина цієї Ф. між двома точками напівпровідника 1 і 2 може бути обчислена за формулою:
де k - Больцмана постійна, е - заряд електрона, Т - температура, μе і μд - рухливості електронів і дірок, σ1 і σ2- електропровідність в точках 1 і 2. Фотоерс Дембера при даній інтенсивності освітлення тим більше, чим більше різниця подвижностей електронів і дірок і чим менше електропровідність напівпровідника в темряві. Випромінювання, що генерує в напівпровіднику тільки основні носії заряду, що не створює фотоерс Дембера, так як в цьому випадку ЕРС в обсязі компенсується рівною їй за величиною і протилежною за знаком ЕРС, що утворюється на контакті напівпровідника з електродом. Фотоерс Дембера в звичайних напівпровідниках мала і практичного застосування не має.
Вентильна (бар'єрна) Ф. виникає в неоднорідних за хімічним складом або неоднорідне легованих домішками напівпровідниках, а також на контакті напівпровідника з металом. В області неоднорідності в напівпровіднику існує внутрішнє електричне поле, яке прискорює генеруються випромінюванням неосновні та уповільнює основні нерівноважні носії заряду. В результаті фотоносіїв різних знаків просторово розділяються. Поділ електронів і дірок внутрішнім полем ефективно, коли неоднорідність не дуже плавна, так що на довжині близько дифузійної довжини неосновних носіїв заряду різниця хімічних потенціалів (Див. Хімічний потенціал) перевищує kT / e (при кімнатній температурі kT / e = 0,025 ев). Вентильна Ф. може виникати в напівпровіднику під дією світла, що генерує і електрони, і дірки або хоча б тільки неосновні носії. Для практичних застосувань особливо важлива вентильная Ф. виникає в електронно-діркового переходу (Див. Електронно-дірковий перехід) або напівпровідниковому гетеропереходе (Див. Напівпровідниковий гетероперехід). Вона використовується в фотоелектронних приладах (фотовольтаїчному елементах, сонячних елементах). За величиною вентильной Ф. також виявляють слабкі неоднорідності в напівпровідникових матеріалах (Див. Напівпровідникові матеріали).
Ф. може виникати також в однорідному напівпровіднику при одночасному одноосьовому стисканні і освітленні (фотопьезоелектріческій ефект). Вона з'являється на гранях, перпендикулярних напрямку стиснення, її величина і знак залежать від напрямку стиснення і освітлення відносно кристалографічних осей. Ф. пропорційна тиску і інтенсивності випромінювання. В цьому випадку Ф. обумовлена анізотропією коефіцієнтом дифузії фотоносіїв, викликаної одноосной деформацією кристала. При неоднорідному стискуванні і одночасному освітленні напівпровідника Ф. може бути обумовлена неоднаковим в різних частинах кристала зміною ширини забороненої зони під дією тиску (тензорезистивного ефект).
У напівпровіднику, поміщеному в магнітне поле і освітленому сильно поглинають світло так, що градієнт концентрації фотоносіїв (і їх дифузний потік) виникає в напрямку, перпендикулярному магнітному полю, електрони і дірки розділяються внаслідок їх відхилення магнітним полем в протилежних напрямках (див. Кикоїна - Носкова ефект (Див. Кикоїна - Носкова ефект)).
Сов. фізик Б. І. Давидов (1937) встановив, що Ф. може виникати і при генерації тільки основних носіїв заряду (або при поглинанні електронами провідності випромінювання), якщо енергія фотоносіїв помітно відрізняється від енергії ін. носіїв заряду. Зазвичай така Ф. виникає в чистих напівпровідниках з високою рухливістю електронів при дуже низьких температурах. Ф. в цьому випадку обумовлена залежністю рухливості і коефіцієнта дифузії електронів від їх енергії. Ф. цього типу має помітну величину в InSb n-типу, охолодженому до температури рідкого гелію.
При поглинанні випромінювання вільними носіями заряду в напівпровіднику разом з енергією фотонів поглинається їх імпульс. В результаті електрони набувають спрямований рух щодо кристалічної решітки і на гранях кристала, перпендикулярних потоку випромінювання, з'являється Ф. світлового тиску. Вона мала, але в той же час дуже мала і її інерційність (близько 10 -11 сек). Ф. світлового тиску використовується в швидкодіючих приймачах випромінювань, призначених для вимірювання потужності та форми імпульсів випромінювання Лазер ів.
Літ .: Рибкін С. М. Фотоелектричні явища в напівпровідниках, М. 1963; Тауц Ян, Фото- і термоелектричні явища в напівпровідниках, пер. з чеськ. М. 1962; Фотопроводимость. Зб. ст. М. 1967.
Велика Радянська Енциклопедія. - М. Радянська енциклопедія. 1969-1978.