Enciclopedie foto-emce bse

Semnificația cuvântului "foto-emf"

Photo-emf, forța electromotoare care apare într-un semiconductor atunci când absoarbe radiația electromagnetică (fotoni). Apariția ferromagnetismului (efectul fotovoltaic) se datorează separării spațiale a purtătoarelor de încărcătură (fotocarrier) generate de radiație. Separarea fotocarrierilor are loc în timpul difuziei și alungării în câmpuri electrice și magnetice datorită generării inegale, a neomogenității cristalului, a câmpului magnetic extern, a compresiei uniaxiale etc.







Volumul F. într-un semiconductor uniform datorită generării inegale de photocarriers în ea, numită difuzie, sau emf Dember. Când lumina neuniformă semiconductor iradiat sau absorbit puternic (și decolorare rapidă în interiorul cristalului) concentrația de emisie a photocarriers mari în apropierea feței iradiate și mici sau zero în zonele întunecate. Photocarriers difuza din fețele expuse în regiunea în care concentrația lor este mai mică, iar dacă mobilitatea electronilor de conducție și găuri variază în volum se produce spațiu încărcat semiconductor între zonele luminoase și întunecate și - Dember photovoltage. Valoarea acestei funcții între două puncte ale semiconductorului 1 și 2 poate fi calculată din formula:

unde k este constanta Boltzmann. e - sarcina unui electron, T - temperatura, e m și e m - electroni și gaura mobilitățile, s 1 și s 2 conductivitatea la punctele 1 și 2. Photovoltage Dember la o intensitate de iluminare dat este mai mare, cu atât mai mare diferența de mobilitati de electroni și gaura, și Cu cât conductivitatea electrică a unui semiconductor este mai mică în întuneric. Radiația generate în miezul semiconductor taxa numai operatorii de transport, nu creează photovoltage Dember, deoarece, în acest caz, FME în volum este compensată prin egală cu ea în mărime și în semn opus forței electromotoare generat la contactul cu electrodul semiconductor. Puterea fotoelectrică Dember în semiconductorii obișnuiți este mică și nu are aplicații practice.

Gated (barieră) F. apare în compoziția chimică eterogene sau semiconductori nedopată cu impurități, precum și contactul semiconductoare cu metal. În neomogenitatea câmp în semiconductor există un câmp electric intern care accelerează radiațiile generate și încetinește transportatorii nonbasic de bază de sarcină de neechilibru. Ca rezultat, fotocarierii diferitelor semne sunt separați spațial. Separarea electronilor și găurile câmpul intern este eficient atunci când neuniformitatea nu este prea netedă, astfel încât o lungime de ordinul lungimii de difuzie a purtătorilor minoritari depășește diferența dintre potențialele chimice ale kT / e (la temperatura camerei kT / e = 0025 eV). Gated AF poate să apară în semiconductor de lumina, generatoare de electroni și găuri, sau în cazul în care numai purtătorilor minoritari. Pentru aplicații practice, o supapă de închidere este deosebit de importantă, care apare într-o tranziție a orificiilor cu electroni sau o heterojuncție de semiconductori. Este utilizat în dispozitive fotoelectronice (celule fotovoltaice, celule solare). În ceea ce privește valoarea supapei de închidere, apar și neomogenități slabe în materialele semiconductoare.







F. poate apărea, de asemenea, într-un semiconductor omogen, cu compresie și iluminare simultană uniaxală (efect fotopiezoelectric). Apare pe fețe perpendiculare pe direcția comprimării, mărimea și semnul ei depind de direcția de compresie și de iluminare față de axele cristalografice. F. este proporțională cu presiunea și intensitatea radiației. În acest caz, fotoconductivitatea se datorează anizotropiei coeficientului de difuziune a fotocarrierului, cauzată de deformarea uniaxală a cristalului. În cazul compresiei neomogene și al iluminării simultane a unui semiconductor, fononul poate fi datorat unei modificări a lățimii banda interzisă sub efectul presiunii (un efect tensoresctiv) în diferite părți ale cristalului.

Semiconductor plasat într-un câmp magnetic și iluminat absoarbe puternic lumina, astfel încât gradientul de concentrație a photocarriers (și fluxul lor de difuzie) are loc în direcția perpendiculară pe câmpul magnetic, electroni și goluri sunt separate datorită domeniului lor de deflexie magnetică în direcții opuse (vezi Kikoin -. Noskova efect).

Bufnițe. fizician BI Davydov (1937) a stabilit că AF poate să apară atunci când generează doar purtători majoritari (electroni sau prin absorbția radiației conducție), în cazul în care energia photocarriers este semnificativ diferită de energia al. purtătorilor de sarcină. De obicei, o astfel de feroelectrică apare în semiconductoare pure cu mobilitate ridicată a electronilor la temperaturi foarte scăzute. În acest caz, tranziția de fază se datorează dependenței mobilității și coeficientului de difuzie a electronilor de energia lor. Acest tip de fonon are o valoare apreciabilă în InSb de tip n, răcit la temperatura heliului lichid.

Când radiația este absorbită de purtători de sarcină liberi în semiconductor, împreună cu energia fotonilor, impulsul lor este absorbit. Ca rezultat, electronii dobândesc mișcare direcționată față de rețeaua cristalină, iar presiunea ușoară apare pe fețele cristalului perpendicular pe fluxul de radiație. Este mic, dar în același timp, inerția (aproximativ 10-11 sec) este de asemenea foarte mică. F. Presiunea ușoară este utilizată în receptoarele de radiație de mare viteză concepute pentru a măsura puterea și forma impulsurilor laser.

REFERINȚE Rybkin SM Fenomenele fotoelectrice în semiconductori, M. 1963; Tautz Jan, Fenomene foto și termoelectrice în semiconductori, trans. cu Cehia. M. 1962; Fotoconductie. Sat. Art. M. 1967.

Marea enciclopedie sovietică M. "Enciclopedia sovietică", 1969-1978

Citiți și în TSB:

Spectroscopie fotoelectrică Spectroscopia fotoelectrică, determinarea compoziției chimice a impurităților în semiconductori și studiul structurii lor energetice din spectrele fotoconductivității impurităților. Atomul impurității.

Fenomene fotoelectrice Fenomene fotovoltaice, fenomene electrice care apar în substanțe sub influența radiațiilor electromagnetice. Absorbția energiei electromagnetice în materie este întotdeauna separată.

Generator fotoelectric Un generator fotoelectric, un dispozitiv care convertește direct energia radiației optice în radiații electrice bazată pe fenomenul efectului fotoelectric al radiației interne în semiconductori. Preimage.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: