ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Электрические явления (изменение электропроводности, эмиссия электронов, возникновение эдс и др.), происходящие в веществе при воздействии на него электро-магн. излучения, в частности света. Ф. я. возникают в тех случаях, когда энергия поглощённого веществом кванта электро-магн. излучения (фотона) затрачивается на квантовый переход электрона в состояние с большей энергией. Характер протекающих Ф. я. зависит от соотношения между энергией фотонов и характерными энергиями вещества (энергией возбуждения атомов или молекул, энергией их ионизации, работой выхода электронов и т. п.). Напр., если в твёрдом теле (металле, полупроводнике) или жидкости энергия поглощённого фотона достаточна для преодоления электронами поверхностного потенц. барьера, то возникает фотоэлектронная эмиссия (внешний фотоэффект); в газах при достаточно высоких значениях пш возможна ионизация (явление фотоионизации). При меньших значениях ?ко в неметаллич. твёрдом теле (ПП, диэлектрике) поглощение энергии электро-магн. излучения приводит к появлению неравновесных носителей заряда (электронов проводимости и дырок), что проявляется в изменении электропроводности тела, возникновении в нём эдс (внутренний фотоэффект). С внутр. фотоэффектом в кристаллах связаны фотодиэлектрический эффект (изменение диэлектрич. проницаемости под действием света), фотоакустические явления (генерация акустич. волн в кристалле под действием оптич. излучения), фотоупругость и др. эффекты. 

Особенно разнообразны Ф. я., связанные с внутр. фотоэффектом в ПП. Характер движения неравновесных носителей заряда в ПП зависит от разл. факторов: наличия и пространств, распределения внутр. и внеш. электрич. и магн. полей, градиентов концентрации равновесных и неравновесных носителей, анизотропии уд. электропроводности и др. Разл. сочетания этих факторов могут приводить к таким Ф. я., как фотовольтаич. эффект, явление фотопроводимости. Фотовольтаический эффект-возникновение эдс (фото эдс) между электродами освещённого кристалла, обусловленное пространств, разделением возбуждённых пар носителей заряда. В однородных ПП такое разделение может быть связано с различием коэффициентов диффузии электронов и дырок (см. Дембера эффект), с действием на носители внеш. магн. поля (фото магнитны и эффект) или с диффузией возбуждённых светом носителей под углом к главным кристаллографич. Осям в кристаллах с анизотропной электропроводностью (фотопьезоэлектрический эффект в одноосно деформированных кубич. кристаллах или поперечный эффект Дембера в кристаллах низкой симметрии). В неоднородных веществах (например, содержащих электронно-дырочный переход, гетеропереход, контакт металл - полупроводник) пространств, разделение пар происходит в электрич. поле, создаваемом неоднородностью (вентильный фотоэффект). Фотопроводимость-изменение электропроводности ПП под воздействием электро-магн. излучения, обусловленное увеличением концентрации электронов в зоне проводимости и (или) дырок в валентной зоне (концентрационная фотопроводимость) либо связанное с изменением подвижности носителей заряда.

Если в однородном ПП существенны процессы, протекающие до выравнивания энергий носителей заряда и крист. решётки, то возможны также фотовольтаич. эффекты, не связанные с межзонным возбуждением носителей и их пространств, разделением. К таким эффектам относятся: фототермомагнитный эффект, возникающий из-за различия в характере взаимодействия с внеш. магн. полем носителей заряда, «разогретых» падающим электро-магн. излучением, и «холодных» носителей; фотогальванический эффект, обусловленный асимметрией в распределении возбуждённых носителей заряда по импульсу или асимметрией их рассеяния.Ф. я. используется в фотоэлектронных умножителях, вакуумных, газонаполненных и ПП фотоэлементах, фоторезисторах, фотодиодах, фототранзисторах и др. фотоэлектронных приборах и устройствах.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.