Фотопровідність

Визначення

Фотопровідність – це явище, за якого електрична провідність речовини збільшується під час її освітлення. Цей ефект виникає через генерацію носіїв заряду (електронів і дірок) у світлочутливих матеріалах.

Механізм фотопровідності

У типовому фотопровіднику домінують зв'язки ковалентного типу. При поглинанні світлових квантів електрони в валентній зоні отримують достатню енергію для переходу в зону провідності, залишаючи позитивно заряджені дірки у валентній зоні. Електрони і дірки, що утворилися, можуть вільно переміщатися по кристалу, збільшуючи його провідність.

Характеристики фотопровідників

Матеріали, що виявляють фотопровідність, мають такі характеристики:

• Спектральна залежність: Фотопровідність залежить від довжини хвилі світла. Максимальна фотопровідність спостерігається на певній довжині хвилі, яка відповідає енергетичній різниці між валентною зоною та зоною провідності.
• Тривалість життя носіїв заряду: Час, протягом якого електрони і дірки залишаються вільними, називається тривалістю життя носіїв заряду. Вона впливає на фотопровідність, оскільки довша тривалість життя призводить до більшої провідності.
• Швидкість відгуку: Швидкість, з якою матеріал реагує на зміни освітлення, характеризується швидкістю відгуку. Багато фотопровідників мають високу швидкість відгуку, що робить їх придатними для високошвидкісних пристроїв.

Застосування фотопровідності

Явище фотопровідності використовується в широкому діапазоні пристроїв і застосунків, зокрема:

• Фоторезистори: Використовуються як фотодатчики для вимірювання інтенсивності світла.
• Фотодіоди: Використовуються в сонячних елементах для перетворення світлової енергії в електричну.
• Фотореле: Використовуються для комутації електричних ланцюгів за допомогою світла.
• ІЧ-детектори: Використовуються для виявлення інфрачервоного випромінювання.
• Оптична пам'ять: Використовується для зберігання та зчитування даних за допомогою світла.

Типові матеріали з фотопровідністю

• Сульфіди кадмію (CdS)
• Селенід кадмію (CdSe)
• Галогеніди срібла (AgX)
• Оксид цинку (ZnO)
• Нітрид галію (GaN)

Фотопровідність – це основний ефект, який використовується в багатьох фотоелектричних пристроях. Тверде розуміння механізму та характеристик фотопровідності має вирішальне значення для розробки та оптимізації цих пристроїв.

Часті запитання

1. Які фактори впливають на фотопровідність?
2. Які матеріали найбільш підходять для фотопровідних застосунків?
3. Як можна збільшити тривалість життя носіїв заряду у фотопровідниках?
4. Які обмеження для фотопровідних пристроїв?
5. Де використовуються фотопровідники в реальному світі?

Залишити коментар

Опубліковано Максим на 30 05 2024. Поданий під Вікі. Ви можете слідкувати за будь-якими відповідями через RSS 2.0. Ви можете подивитись до кінця і залишити відповідь.