Жартылай өткізгіштердің фотоөткізгіштігі

Жартылай өткізгіштердің фотоөткізгіштігі - электромагниттік сәулелену әсерінен жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігінің өсуі – негізгі заттармен қоса, олардың құрамындағы қоспалардың қасиеттерімен байланысуы мүмкін.

Өзіндік фотоөткізгіштік. Егер фотонның энергиясы тыйым салынған зонаның енінен () болса, электрондар валенттік зонадан өткізгіштік зонаға ауысуы мүмкін, нәтижесінде қосымша (біркелкі емес) электрондар (өткізгіштік зонасында) және кемтіктер (валенттік зонада) түзіледі. өзіндік фотоөткізгішке электрондармен қоса, кемтіктер де себепші болады.

Қоспалы фотоөткізгіштік. Егер жартылай өткізгіштерде қоспалар болса, онда фотоөткізгіш кезінде түзілуі мүмкін: донорлық қоспа кезінде фотон энергиясы , ал акцепторлық қоспа кезінде болуы тиіс.

n -типті жартылай өткізгіштер жағдайында жарық орталық қоспалармен жұтылғанда электрондар донорлық деңгейден өткізгіш зонасына ((б) сур.) немесе р -типті жартылай өткізгіш кезінде валенттік зонадан акцепторлық деңгейге ((в) сур.) ауысады.

Қоспалы фотоөткізгіш n -типті жартылай өткізгіштер үшін – таза электрондық, р -типті жартылай өткізгіштер үшін – таза кемтіктік.

Сондықтан, егер өзіндік жартылай өткізгіштер үшін және қоспалы жартылай өткізгіштер үшін болса, онда жартылай өткізгіште фотоөткізгіш қоздырылады (бұнда _n – қоспалы атомдардың активациялану энергиясы).

Осыдан фотоөткізгіштік қызыл шекарасын – сәйкесінше, өзіндік және қоспалы жартылайөткізгіштер үшін фотоөткізгіш қозған кездегі максималды толқын ұзындығын анықтауға болады.

Фотоөткізгіштің түзілуіне әкеп соғатын жұтылумен қатар, фотоөткізгішке әкеліп соқпайтын, экситон түзе отырып, жарықтың жұтылу орны болады. Экситон – бұл кристалда оңай орын ауыстыратын, байланысқан электро-кемтік жұбы бар болып саналатын квазибөлшек. Экситондар тыйым салынған зона энергияларынан кіші фотон энергияларымен қоздырылады және бір-бірінен айырылуы (Ванье-Мотта деп аталатын экситон) үшін энергияның жетпей қалуы кезіндегі жалпы орталық массаның айналасында қозғалатын жұптасқан электрон (е) және (h) моделі түрінде келтірілуі мүмкін.Экситон толығымен электрлік нейтралды, сондықтан жарықтың экситондық жұтылуы фотоөткізгіштің өсуіне әкелмейді.