Воздействие излучения на полупроводник

Изменение электрического сопротивления полупpоводника под воздействием электромагнитного излучения называют фоторезистивным эффектом (другое название - явление фотопроводимости). Добавочная проводимость, обусловленная носителями заряда, созданными оптической генерацией, носит название фотопроводимости.

Внутренний фотоэффект может наблюдаться как в собственных, так и в примесных полупроводниках. Рассмотрим фотопроводимость в собственном полупроводнике (рис.6.1). Если такой полупроводник облучать светом с энергией квантов больше или равной ширине запрещенной зоны, то происходит поглощение квантов. При этом их энергия идет на образование дополнительных (неравновесных) электронно-дырочных пар. В отсутствии света полупроводник обладает некоторой проводимостью (так называемая темновая проводимость g₀), которая определяется равновесными носителями. При освещении полупроводника к ней добавляется фотопроводимость g_ф, обусловленная неравновесными носителями. В целом удельная проводимость фотопроводника определяется суммой

g = g₀ + g_{ф .} (6.1.1)

Поглощение излучения собственным полупроводником будет происходить в том случае, если энергия кванта hn больше или равна ширине запрещенной зоны. Такой квант вызовет разрыв валентной связи и обpазование добавочных свободных электрона и дырки. В случае примесного полупроводника минимальная энергия кванта равна энергии ионизации примеси. Очевидно, что для внутреннего фотоэффекта существует красная (длинноволновая) граница. Для собственного полупроводника она определится следующим образом:

, (6.1.2)

или

, (6.1.3)

а для примесного

или (6.1.4)

Здесь n_кр и l_кр- частота и длина волны красной границы.