Efectul fotoelectric intern, spre deosebire de cel extern, este asociat cu fenomenul fotoconductivității semiconductorilor. Acest fenomen constă în redistribuirea electronilor față de nivelurile de energie în mediile condensate (lichide și solide) atunci când absorb cantități de lumină (fotoni). Prin urmare, spre deosebire de PhotoEffect extern, care este detectat și măsurat prin curentul de electroni care iese din zona de testare spre exterior, efectul fotoelectric intern este de obicei detectată printr-o modificare a densității purtătoare în interiorul mediului, adică apariția fotoconductie sau foto-emf. Aici, de asemenea, un foton conduce la apariția unui electron. Acest efect a fost imperceptibil în metale, este utilizat pe scară largă în semiconductori și izolatori, în care acesta poate fi conectat atât la proprietățile materialului de bază și a impurităților conținute în ea. În primul caz, absorbția de fotoni corespunzătoare benzii de absorbție fundamentală a materialului comis în acesta tranzițiilor de electroni de valență la banda de conducție. Aceasta conduce la apariția unor găuri de nerambursare suplimentare în banda de valență și la aceiași electroni suplimentari în banda de conducție. Se produce fotoconductivitatea bipolară (n-p). În al doilea caz, fotonii sunt transferate la banda de conducție, iar electronii trec din banda de valență necurăției niveluri ca rezultat al absorbției luminii la centre de impurități electronilor cu nivelele de energie ale impurității. Ca rezultat, apare mono-fotoconductivitatea. Deoarece impuls foton în comparație cu impulsul de electroni, legea de conservare a energiei și a impulsului determină un subiect care tranzițiile de electroni care implică doar un singur foton este posibilă numai între statele în care impulsul de electroni aproape aceleași. Cu toate acestea, această interdicție poate fi încălcată prin interacțiunea electronilor sau a găurilor cu vibrații termice ale ionilor laturii cristaline a materiei. Aceasta crește numărul de tranziții. Studiile asupra dependenței efectului fotoelectric intern asupra energiei fotonilor permit o energie minimă. care o determină încă, să determine magnitudinea "optică" a distanțelor energetice dintre nivelele sau zonele între care se investighează tranzițiile. Când tranzițiile de intensitate suficientă, datorită interacțiunii dintre fotoni și vibrațiile termice ale ionilor zăbrele detectat magnitudinea acestor distanțe de energie coincide de obicei cu valoarea obținută în urma experimentelor pe excitație termică a electronilor și găuri. Prin urmare, valoarea efectului fotoelectric intern este de aproape un ordin de mărime mai mare decât cel al impurității. La o energie fotonică suficient de mare, găurile și electronii pot obține energie suficientă pentru a crea noi perechi de "gaură electronică". Acest fenomen se numește ionizare prin impact. Fenomenul efectului fotoelectric intern determină funcționarea dispozitivelor astfel cum sunt fotorezistori, celule fotovoltaice cu un strat de blocare, convertoare de energie luminoasă în energie electrică, și fotodiode phototriodes etc.
În această lucrare se utilizează o fotocelula de seleniu (Figura 1). Acesta constă dintr-o placă de fier 1 o formă rotundă, porytoy strat seleniu 2, pe care (este necesar să contacteze inelul 4) un strat semitransparent subțire de aur 3. Din tabla si un film de aur sunt realizate dintr-o parte la bornele prin care de fotoelemente includ un circuit electric . Ca rezultat al prelucrării speciale, unele dintre atomii de aur pătrund în seleniu, care are o conductivitate a găurilor, și formează un strat cu conductivitate electronică în el.
La limita a două straturi cu diferite tipuri de conductivitate, se creează o joncțiune p-n.
Când iluminarea în fotocelulă seleniu produce purtători liberi de sarcină, că câmpul electric p-n tranziția separate: acumulare electronică în cadrul de tip n semiconductor și găurile - în gaură. Ca rezultat, forța fotoelectromotorie apare la bornele fotocelulei.
Dacă o fotocelula este conectată la un microammetru și este iluminată, în circuit se afișează o fotocurent. Rezistența fotocurentului depinde de iluminare.
Iluminarea (E) se referă la intensitatea sau densitatea unui val de lumină. (Densitatea fluxului de radiații electromagnetice este energia electromagnetică care trece prin 1 secundă printr-o suprafață perpendiculară pe razele de suprafață 1m 2).
Dispozitivul (figura 2) este o țeavă 1. În partea stângă a țevii există o fotoelectrică de seleniu, care este conectată prin fire cu două cleme. Cu ajutorul mânerului 3, fotocelula poate fi rotită în jurul axei orizontale cu 90 °.
În partea inferioară a acoperișului articulat al țevii, scara 4 este întărită cu diviziuni de la 0 la 30 cm, unde diviziunea scară zero coincide cu planul stratului sensibil al fotocelulei.
Tubul dispozitivului din interior are mai multe margini de protecție și un finisaj mat negru. Marginile protejează fotocelula de radiația reflectată, iar culoarea neagră din reflecțiile luminii.
Ordinea de executare a muncii
1. Dispozitiv de laborator pentru studierea legilor fotometrice;
2. Microampermetru pentru 100 μA;
3. Redresor de laborator;
4. Reostat, cheie și cabluri de conectare.
1. Pregătiți în notebook un tabel pentru înregistrarea rezultatelor măsurătorilor și calculelor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: