半导体的光电导

1 半导体的光电导 半导体的光吸收在半导体材料中产生非平衡载流子。载流子的增加必然使材料电导率增大。这种由光照引起半导体电导率增加的现象称为光电导。本征吸收引起的光电导称为本征光电导。 现在讨论均匀半导体材料的光电导效应 1． 附加电导率 2． 无光照时，半导体样品的暗电导率为电子和空穴的迁移率。 设光注入的非平衡载流子浓度分别为 n 和 p ，当电子刚被激发 )(00pnopnq 式中q为电子电量，00pn 、 为平衡载流子浓度；n 和p 分别为到导带时，同导带中热平衡电子相比较可能会有较大的能量，但通过与晶格的碰撞，在极短的时间内就以发射声子的形式释放多余的能量变成热平衡电子。因此在整个光电导过程中可以认为光生电子与热平衡电子具有相等的迁移率，则光照情况下样品的电导率变为 )(pnpnq 式中 nnn0；ppp0附加光电导 为 )(pnpnq 光电导的相对值pnpnpnpn000 对本征光电导0pn 令pnb 则000)1(pbnnb 可以看出要得到相高的光电导，应使0n 和0p 有较小的数值， 2 对半导体本征吸收，np；但是并不是光生电子和光生空穴都对光电导有贡献。 对p 型OCu2其本征光电导主要来自光生空穴的贡献 对n型CdS ，其本征光电导主要来自于光生电子的贡献 就是说，在本征光电导中，光激发的电子和空穴数是相等的，但是在它们复合消失以前，只有其中一种光生载流子（一般为多载流子）有较长的时间存在于自由状态，而另一种则往往被一些能级（陷阱）来缚住，这样，pn或np附加电导率应为 qnn或qpp 除了本征光电导外，杂质能级上的电子或空穴受光照激发也能产生光电导，但比本征光电导弱得多。 2．定态光电导及其弛豫过程 定态光电导是指在恒定光照下产生的光电导。 因为n 和p 在一定条件是一定的，所以光电导的变化反映了光生载流子的变化。 设工表示以光子数计算的光强度即单位时间通过单位面积的光子数， 为样品的吸收录数，则单位时间单位体积内吸收的光能量（以光子数计）与光强成正比。 IdxdI I 为单位体积内光子的吸收率，从而电子空穴对的产生率为 IQ   代表每吸收一个光子产生的电子空穴对数，称为量子产额，每吸收一个光子产生一个电子空穴对，则 2 1 一般1， 设在某一时刻开始以强度为 I的光照射...