3. Фотопроводимость полупроводников

Фотопроводимость полупроводников — это увеличение электро­проводности полупроводников под действием электромагнитного излучения. Она может быть связана со свойствами как основного вещества, так и содержащихся в нем примесей.

В первом случае при поглощении фотонов могут совершаться перебросы электронов из валентной зоны в зону проводимости когда энергия фотонов равна или больше ширины запрещенной зоны: (рис. 12, а), что приведет к появлению добавочных (неравновесных) электронов (в зоне проводимости) и дырок (в валентной зоне). В результате возникает собственная фотопроводимость, обусловленная как электронами, так и дырками.

Если полупроводник содержит примеси, то фотопроводимость может возникать и при . Для полупроводников с донорной примесью фотон должен обладать энергией , а для полупроводников с акцепторной примесью — . При поглощении света примесными центрами происходит переход электронов с донорных уровней в зону проводимости в случае полупроводника n-типа (рис. 12, б) или из валентной зоны на акцепторные уровни в случае полупроводника р-типа (рис. 12, в). В результате возникает примесная фотопроводимость, являющаяся чисто электронной для полупроводников n-типа и чисто дырочной для полупроводников р-типа.

Рис.12. К пояснению механизма фотопроводимости полупроводников

Явление фотопроводимости полупроводников очень широко используется в технике, например, в светоизмерительных приборах – люксметрах, фотометрах. На этом явлении основана электрография. В электрографических печатных машинах в качестве фоточувствительного рецептора применяют слои полупроводниковых веществ – селена, кремния и др. в виде поликристаллических и аморфных пленок, нанесенных на поверхность алюминиевого цилиндрического барабана.

13