Фотопроводимость - Photoconductivity

Фотопроводимость - это оптическое и электрическое явление, при котором материал становится более электропроводным из-за поглощения электромагнитного излучения, такого как видимый свет , ультрафиолетовый свет, инфракрасный свет или гамма-излучение .

Когда свет поглощается таким материалом, как полупроводник , количество свободных электронов и дырок увеличивается, что приводит к увеличению электропроводности. Чтобы вызвать возбуждение, свет, падающий на полупроводник, должен иметь достаточно энергии, чтобы поднять электроны через запрещенную зону или возбудить примеси внутри запрещенной зоны. Когда напряжение смещения и нагрузочный резистор используются последовательно с полупроводником, падение напряжения на нагрузочных резисторах может быть измерено, когда изменение электропроводности материала изменяет ток в цепи.

К классическим примерам фотопроводящих материалов относятся:

• фотопленка: Kodachrome, Fujifilm, Agfachrome, Ilford и др. на основе сульфида серебра и бромида серебра.
• проводящий полимер поли винилкарбазол , широко используются в фотокопировальных ( ксерографии );
• сульфид свинца , используемый в инфракрасных системах обнаружения, таких как американские ракеты Sidewinder и советские (теперь российские) ракеты с тепловым наведением Atoll ;
• селен , используемый в раннем телевидении и ксерографии .

Приложения

Когда фотопроводящий материал подключен как часть цепи, он действует как резистор , сопротивление которого зависит от интенсивности света . В этом контексте материал называется фоторезистором (также называемым светозависимым резистором или фотопроводником ). Наиболее распространенное применение фоторезисторов - это фотодетекторы , то есть устройства для измерения силы света. Фоторезисторы - не единственный тип фотодетекторов - к другим типам относятся устройства с зарядовой связью (ПЗС), фотодиоды и фототранзисторы - но они являются одними из самых распространенных. Некоторые приложения фотодетекторов, в которых часто используются фоторезисторы, включают в себя фотометры, уличные фонари, радиочасы, инфракрасные детекторы , нанофотонные системы и низкоразмерные фотодатчики.

Сенсибилизация

Сенсибилизация - важная инженерная процедура для усиления реакции фотопроводящих материалов. Коэффициент усиления фотопроводимости пропорционален времени жизни фотовозбужденных носителей (электронов или дырок). Сенсибилизация включает намеренное примесное легирование, которое насыщает собственные центры рекомбинации, имеющие короткое характеристическое время жизни, и замену этих центров новыми центрами рекомбинации, имеющими более длительный срок службы. Эта процедура, при правильном выполнении, приводит к увеличению коэффициента усиления фотопроводимости на несколько порядков и используется в производстве коммерческих фотопроводящих устройств. Текст Альберта Роуза является справочным материалом для повышения осведомленности.

Отрицательная фотопроводимость

У некоторых материалов наблюдается ухудшение фотопроводимости при воздействии освещения. Одним из ярких примеров является гидрированный аморфный кремний (a-Si: H), в котором наблюдается метастабильное снижение фотопроводимости (см. Эффект Стаблера – Вронски ). Другие материалы, которые, как сообщалось, демонстрируют отрицательную фотопроводимость, включают дисульфид молибдена , графен , нанопроволоки арсенида индия и наночастицы металлов .

Магнитная фотопроводимость

В 2016 году было продемонстрировано, что в некоторых фотопроводящих материалах может существовать магнитный порядок. Ярким примером является CH ₃ NH ₃ (Mn: Pb) I ₃ . В этом материале также было продемонстрировано индуцированное светом плавление намагниченности, поэтому его можно использовать в магнитооптических устройствах и хранилищах данных.

Спектроскопия фотопроводимости

Метод определения характеристик, называемый спектроскопией фотопроводимости (также известный как спектроскопия фототока ), широко используется при изучении оптоэлектронных свойств полупроводников.

Смотрите также

• Фотодиод
• Фоторезистор (LDR)
• Фототок
• Фотопроводящие полимеры
• Инфракрасный детектор
  • Селенид свинца (PbSe)
  • Антимонид индия (InSb)

Рекомендации

Эта статья по физике конденсированного состояния незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . v т е