物質在光照作用下釋放電子的現(xiàn)象稱為光電效應,釋放的電子叫光電子,光電子在外電場作用下形成的電流叫光電流。由實驗發(fā)現(xiàn)的光電效應的規(guī)律是光電流大小與入射頻率有關,當入射頻率低于某一極限頻率時,將不產生光電效應。只有當入射光頻率高于極限頻率時,光電流的大小才與入射強度成正比。光電效應根據(jù)光電子逸出與否可分為外光電效應和內光電效應。 1、外光電效應 金屬在光照射下光電子逸出金屬表面的現(xiàn)象稱為外光電效應。光電子逸出金屬表面需要做功克服表面勢壘,才能逸出金屬表面產生電子發(fā)射。電子逸出功越小的物質,其產生光電效應所需的極限頻率越低,即極限波長越長,也就是越容易產生光電效應。所以這些物質制作的電子器件的熱電子發(fā)射(即暗電流)越顯著,產生的噪聲也就越大??梢岳猛夤怆娦谱鞴怆姽芎凸怆姳对龉艿裙怆娖骷?br/> 2、內光電效應 物體受到光照時,其內部原子釋放的電子留在物體內部,使物體的電導率發(fā)生變化或產生光生電動勢的效應叫做內光電效應。光電效應分為光電導效應和光生伏特效應兩大類。。 ?。?)光電導效應 入射光強改變物質電導率的物理現(xiàn)象,稱為光電導效應。幾乎所有高電阻率半導體都有這種效應。半導體材料受到光照射時,光電子獲得能力大于或等于禁帶寬度,從價帶越過禁帶,躍遷到導帶,成為自由電子(載流子)。同時價帶也形成一個自由空穴,構成電子-空穴對。導帶自由電子和價帶自由空穴的濃度增加,使得半導體的電阻率下降。電子和空穴桐城為載流子,載流子在端電壓的作用下可形成光電流?;诖诵墓怆娖骷泄饷綦娮枰约肮ぷ髟诜捶较蚱脿顟B(tài)的光敏二極管。 ?。?)光生伏特效應 半導體受光照射產生一定方向的電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應?;谠撔墓怆娖骷泄饷舳O管、光敏三極管和光電池等。 半導體器件的光靈敏面受光照不均勻,光照部分吸收光子能量,產生光電子,所以電子的濃度高于未被光照部分,出現(xiàn)濃度梯度,形成載流子的擴散運動。由于電子的遷移率高于空穴,所以電子首先流向未被光照部分,致使被光照部分帶負電,未被光照部分帶正電,兩部分形成光電動勢。 |