Étude des effets photoélectrique interne, photomagnétoélectrique, hall et photo-hall de certains cristaux, en rapport avec l’absorption excitonique

Laboratoire de Spectroscopie et d’Optique du Corps Solide de la Faculté des Sciences de Strasbourg (Laboratoire associé au C. N. R. S.) (Professeur S. Nikitine), 5, rue de l’Université, Strasbourg, France.

Résumé

Les spectres des effets photoélectrique et photomagnétoélectrique (PME) de la cuprite dans le domaine des longueurs d’onde visible ont été obtenus en corrélation avec différents états de surface des échantillons. De plus, une étude de la mobilité des photoporteurs a pu être faite grâce à l’effet photo-hall. D’autres cristaux présentent des spectres de photoconductivité ayant des caractéristiques analogues, tels HgI₂, GaSe, PbI₂, CuCl. On en déduit l’étroite relation existant entre les spectres de photoconductivité et les spectres d’absorption, particulièrement en ce qui concerne les différentes structures excitoniques. La forme générale des courbes de réponse spectrale est interprétée grâce à la théorie de De Vore. Dans la cuprite, une série de paramètres des photoporteurs a pu être calculée, à savoir : leur mobilité, et leur coefficient de diffusion, leur longueur de diffusion et leur libre parcours moyen, leur durée de vie. En ce qui concerne les excitons, aucune diffusion n’a pu être mise en évidence, leur durée de vie étant d’un ordre de grandeur au moins inférieure à celle des photoporteurs.

Abstract

The photoelectric and photoelectromagnetic (PEM) spectra in cuprous oxide in the visible are obtained in connection with different surface conditions of the samples. In addition, the photocarriers mobility is studied with the help of photo-Hall effect. Others crystals have similar characteristics such as: HgI₂, GaSe, PbI₂, CuCl. Exciton spectra shown by absorption studies are exhibited as well by photoconductivity and PEM experiments. The general shape of spectral response curves is interpreted by De Vore’s theory. In cuprous oxide the following parameters are calculated: mobility, diffusion coefficient, diffusion lenght, mean free path and lifetime. No evidence of exciton diffusion exists, because its lifetime is at least an order of magnitude smaller than the lifetime of the photocarriers.