Основы теории фотопроводимости - Роуз А.
Скачать (прямая ссылка):
Нельзя провести принципиальной границы между монокристаллнчееким, поликристалличсским и аморфным состояниями вещества, а также между неорганическими и органическими материалами. Если возбужденные электроны обладают большеі'1 подвижностью. чем невозбужденные, то должен иметь место фототок, и возможен анализ наблюдаемых явлений с использованием действительной или эффективной подвижности возбужденных носителей. Едва ЛИ ВОЗМОЖНО детальное описание «зоны проводимости» в аморфных веществах, но несомненно, что в этих веществах имеется область знергеснческик С0Ст05іНі1Й, находясь в которых", электроны обладают некоторой ПОДВИЖНОСТЬЮ, и есть область состояний, иоторую занимают электроны, не принимающие участия в проводимости Короче говоря, наличие зонной структуры — запрещенной зоны ц зоны проводимости — может быть выведено из факта существования ближнею порядка атомов и для такого вывода нет цеоб- 13
40J.liмостн требовать периодического расположения а Юмов.
Області, наблюдения я иле ці їй фотопроводимости огромна. Фогогоки наблюдаются в материалах, обладающих сопротивлениями в пределах от менее 1 ом-см до более IOia ом'См. Кроме того, были обнаружены явления объемного фотоэффекта в металлах и сверхпроводниках. Время жизни свободных носителей, самым непосредственным образом определяющее фоточувсгвительность вещества, меняется от нескольких секунд до IO"13 сек Времена жизни, большие чем Ю-4 сек, соответствуют фотопроводпнкам, «чувствительным» в обычном смысле слова. Это разделение, конечно, Oi час Iи произвольно и зависит как от точности применяемых приборов, так и от области интересов наблюдателя. В заключение отметим, что трудно найти материал, в котором не наблюдается фотопроводимость. Последнее замечание делается в связи с тем положением, которое было характерно для раннего периода исследования фотопроводимости когда изучалось сравнительно небольшое число веществ. Оно и м ее г своей целью возбудить интерес к поискам новых фотопроводников.
литература
1 Bube R. H., Solid State Plrysics, Vol Il1 \eu York, 1962,
p 223
2 Rose A, RC\ Re\ , 12, 362 (1951).
3. Pose Л, Proc. IRR, 43. 1850 (1955) (Cu. перевод в сбор пике «Полупроводниковые преобразова іели энергии излучений», М, 1959, стр 9)
4 Photoconductivity CotHeieiHe (Brcckenndge R. G, Russcl В R.,
Hahn E E., eds ). New York —London, 1954
5 Buhe R H. Photoconductivity of Solids, \Jew York —Lon-
don, I1JbD (См. перевод1 P. Бьюб, Фотопроїчодимопь тверлыч ісл, ИЛ. I9G2 )
6 Gndden В, Lichtelektrische Erscheiiiniigcn BeHm. 1Я28
7 Ptiotocoridintnily (Uviiistein H ed), Ke^ York, 1962
8 Moss T S. Photoconductivity in Ilie Elements, Xew Y0rk,
1952 ПРОШВ ЯД E НИ F КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛШПЯ ИЛ ШИРИНУ полосы для ФОТОПРОВОДНИКОВ ЧАСТЬ I
Мы начнем с краткого обсуждения вопроса о максимальном значении произведения чувствительности и времени фотоответа, которое может быть достигнуто в фотопроводниках. Исторически это простое, но очень важное соотношение явилось конечным итогом создания ясных представлений о процессах фотопроводимости и протекания токов, ограниченных объемным
I. Возбуждение CReTOM и рекомбинация.
зарядом, в твердых телах. Казалось бы, в связи с этим, что место настоящей главы в конце книги. Однако мы сочли целесообразным поместить ее вначале, так как ее основные положения могут быть сформулированы достаточно просто и вместе с тем материал этой главы позволяет пояснить смысл и значение некоторых понятий, рассматриваемых в следующих главах.
Рассмотрим изолятор с единичной площадью поверхности (фиг. I), который освещается слабо поглощаемым светом, генерирующим равномерно по всему объему свободные электроны с обшей скоростью F за 1 сек. Полное число возбужденных светом свободных Произведение усилснцч на iui<pu«(( по юсы Часть I 15
электроном в стационарном состоянии будет равно
W = Л, (2.1)
где X —время жизни свободных электронов. Под временем жизни т понимается время пребывания электрона в зоне проводимости. Если электрон захватывается \ровнем прилипания и потом термически возбуждается в зону проводимости, то время пребывания на уровне прилипания в і не включается. Фототок будет равен
где Tr—время пролета свободного электрона от катода к аноду В качестве катода подразумевается «омический» контакт, который не препятствует проникновению электронов в полупроводник. Это такой тни контакта, который неявно пред m г а гае тся для обычного сопротивления, для которого выполняется закон Ома Смысл этого определения подробно рассмотрен в гл 8. В настоящей главе мы используем обшие понятия и известные из опыта свойства таких Контактов,
Подставляя равенство (2.1) в (22), получаем
l = cp-L-, (2.2)
Или
/ = eFG, (2.3а)
где G — xiTr — коэффициент усиления, равный количеству прошедших через фоюпроводнпк электронов, приходяшихся на один поглощенный фотон1).
Следует отметить, Что G может быть больше или меньше единицы п может непрерывным образом менять свою численную величину без какого-либо изменения в физике процесса. Причиной изменения коэффициента усиления может являться непрерывное
