ФОТОПРОВОДИМОСТЬ

Изменение электропроводности полупроводника под действием электро-магн. излучения. Обычно Ф. обусловлена увеличением концентрации подвижных носителей заряда под действием света (концентрационная Ф.). Она возникает в результате неск. процессов: фотоны «вырывают» электроны из валентной зоны и «забрасывают» их в зону проводимости, при этом одновременно возрастает число электронов проводимости и дырок (собственная Ф.), электроны из валентной зоны забрасываются на свободные примесные уровни - возрастает число дырок (дырочная примесная Ф.); электроны забрасываются с примесных уровней в зону проводимости (электронная примесная Ф.).  

Возможно комбинир. возбуждение Ф. Величина концентрац. Ф. пропорциональна квантовому выходу У (отношению числа образующихся носителей к общему числу поглощённых фотонов) и времени жизни т неравновесных (избыточных) носителей, возбуждаемых светом (фотоносителей). При освещении видимым светом У обычно меньше 1 из-за «конкурирующих» процессов, приводящих к поглощению света, но не связанных с образованием носителей (возбуждение экситонов, примесных атомов, фононов и др.). При облучении вещества УФ или более жёстким излучением, т. к. энергия фотона достаточно велика, чтобы не только «вырвать» эл-н из валентной зоны, но и сообщить ему кинетич. энергию, достаточную для ударной ионизации. Время жизни носителя (время, к-рое он проводит в свободном состоянии) определяется процессами рекомбинации носителей заряда. При прямой (межзонной) рекомбинации электроны сразу переходят из зоны проводимости в валентную зону. В случае рекомбинации через примесные центры эл-н сначала захватывается примесным центром, а затем уже попадает в валентную зону. В зависимости от структуры материала, его чистоты и температуры 1 может меняться в пределах от 1 до 10 с.

При поглощении свободными носителями длинноволнового электро-магн. излучения, не вызывающего межзонных переходов и ионизации примесных центров, происходит увеличение энергии («разогрев») носителей, что приводит к изменению их подвижности и, следовательно, электропроводности. Такая «подвижностная» Ф. убывает при высоких частотах и перестаёт зависеть от частоты при низких частотах. Изменение подвижности под действием электро-магн. излучения может быть обусловлено не только увеличением энергии носителей, но и влиянием излучения на процессы рассеяния электронов крист. решёткой.

На использовании явления Ф. основана работа фоторезисторов, фотодиодов, фототранзисторов, некоторых ЭЛП и др. электронных приборов.

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