Fotokonduktivitet - Photoconductivity

Fotokonduktivitet er et optisk og elektrisk fænomen , hvor et materiale bliver mere elektrisk ledende på grund af absorptionen af elektromagnetisk stråling såsom synligt lys , ultraviolet lys, infrarødt lys eller gammastråling .

Når lys absorberes af et materiale som en halvleder , øges antallet af frie elektroner og huller, hvilket resulterer i øget elektrisk ledningsevne. For at forårsage excitation skal det lys, der rammer halvlederen, have nok energi til at hæve elektroner over båndgabet eller til at excitere urenhederne i båndgabet. Når en forspænding spænding og en belastning modstand anvendes i serie med halvleder, kan et spændingsfald over belastningen modstande måles, når ændringen i elektrisk ledningsevne af materialet varierer strømmen gennem kredsløbet.

Klassiske eksempler på fotoledende materialer inkluderer:

Ansøgninger

Yderligere oplysninger: Fotoresistor

Når et fotoledende materiale er forbundet som en del af et kredsløb, fungerer det som en modstand, hvis modstand afhænger af lysintensiteten . I denne sammenhæng kaldes materialet en fotoresistor (også kaldet lysafhængig modstand eller fotoleder ). Den mest almindelige anvendelse af fotoresistorer er som fotodetektorer , dvs. enheder, der måler lysintensitet. Fotoresistorer er ikke den eneste type fotodetektor - andre typer inkluderer ladningskoblede enheder (CCD'er), fotodioder og fototransistorer - men de er blandt de mest almindelige. Nogle fotodetektorapplikationer, hvor fotoresistorer ofte bruges, inkluderer kameralysmålere, gadebelysning , urradioer , infrarøde detektorer , nanofotoniske systemer og lavdimensionale fotosensorenheder.

Sensibilisering

Sensibilisering er en vigtig ingeniørprocedure til at forstærke reaktionen fra fotokonduktive materialer. Den fotokonduktive forstærkning er proportional med levetiden for fotociterede bærere (enten elektroner eller huller). Sensibilisering involverer forsætlig urenhedsdoping, der mætter native rekombinationscentre, der har en kort karakteristisk levetid, og erstatter disse centre med nye rekombinationscentre, der har længere levetid. Når denne procedure udføres korrekt, resulterer den i en stigning i den fotoledende forstærkning af flere størrelsesordener og anvendes til fremstilling af kommercielle fotoledende enheder. Teksten af Albert Rose er referenceværket til sensibilisering.

Negativ fotokonduktivitet

Nogle materialer udviser forringelse af fotokonduktivitet ved eksponering for belysning. Et fremtrædende eksempel er hydrogeneret amorft silicium (a-Si: H), hvor en metastabil reduktion i fotokonduktivitet kan observeres (se Staebler – Wronski-effekten ). Andre materialer, der blev rapporteret at udvise negativ fotokonduktivitet, inkluderer molybdæn disulfid , grafen , indiumarsenid nanotråde og metal nanopartikler .

Magnetisk fotokonduktivitet

I 2016 blev det demonstreret, at der i noget fotoledende materiale kan eksistere en magnetisk orden. En prominent eksempel er CH 3 NH 3 (Mn: Pb) I 3 . I dette materiale blev der også demonstreret en lysinduceret magnetiseringssmeltning, således at den kunne anvendes i magnetiske optiske enheder og datalagring.

Fotokonduktivitetsspektroskopi

Hovedartikel: Fotostrøm § Fotostrømspektroskopi

Karakteriseringsteknikken kaldet fotokonduktivitetsspektroskopi (også kendt som fotostrømspektroskopi ) er meget brugt til at studere optoelektroniske egenskaber af halvledere.

Se også

Referencer