Электроника

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ   ЯВЛЕНИЯ,   метрические явления (изменение электропроводности, эмиссия электронов, возникновение эдс и др.), происходящие в веществе при воздействии на него эл.-магн. излучения, в частности света. Ф. я. возникают в тех случаях, когда энергия гЫ поглощённого в-вом кванта эл.-магн. излучения (фотона) затрачивается на квантовый переход зл-на в состояние с большей энергией. Характер протекающих Ф. я. зависит от соотношения между энергией фотонов и характерными энергиями в-ва (энергией возбуждения атомов или молекул, энергией их ионизации, работой выхода электронов и т. п.). Напр., если в твёрдом теле (металле, полупроводнике) или жидкости энергия поглощённого фотона достаточна для преодоления эл-иами поверхностного потенц. барьера, то возникает фотоэлектронная эмиссия (внешний фотоэффект); в газах при достаточно высоких значениях гни возможна ионизация (явление фотоионизации). При меньших значениях гни в неметаллич. твёрдом теле (ПП, диэлектрике) поглощение энергии эл.-магн. излучения приводит к появлению неравновесных носителей заряда (эл-нов проводимости и дырок), что проявляется в изменении электропроводности тела, возникновении в нем эдс (внутренний фотоэффект). С внутр. фотоэффектом в кристаллах связаны фотодиэлектрический эффект (изменение диэлектрич. проницаемости под действием света), фотоакустические явления (генерация акустич. волн в кристалле под действием оптич. излучения), фото-улругость и др. эффекты.
Особенно разнообразны Ф. я., связанные с внутр. фотоэффектом в ПП. Характер движения неравновесных носителей заряда в ПП зависит от разл. факторов: наличия и пространств, распределения внутр. и внеш. электрич. и магн. полей, градиентов концентрации равновесных и неравновесных носителей, анизотропии уд. электропроводности и др. Разл. сочетания этих факторов могут приводить к таким Ф. я., как фотовольтаич. эффект, явление фотопроводимости. Фотовольтаический эффект — возникновение эдс (фотоэдс) между электродами освещенного кристалла, обусловленное пространств, разделением возбуждённых пар носителей заряда. В однородных ПП такое разделение может быть связано с различием коэффициентов диффузии эл-нов и дырок (см. Дембера эффект), с действием на носители внеш. магн. поля (фотом аг-нитиый эффект) или с диффузией возбуждённых светом носителей под углом к главным кристаллографич. осям в кристаллах с анизотропной электропроводностью (фотопьезоэлектрический эффект в одноосно деформированных кубич. кристаллах или поперечный эффект Демберв в кристаллам низкой симметрии). В неоднородных в-вак (напр., содержащих электронно-дырочный переход, гетеропереход, контакт металл — полупроводник) пространств, разделение пар происходит в электрич. поле, создаваемом неоднородностью (вентильный фотоэффект). Фотопроводимость — изменение электропроводности ПП под воздействием эл.-магн. излучения, обусловленное увеличением концентрации эл-нов в зоне проводимости и (или) дырок в валентном зоне (концентрационная фотопроводимость) либо связанное с изменением подвижности носителей заряда.
Если в однородном ПП существенны процессы, протекающие до выравнивания энергий носителем заряда и крист. решётки, то возможны также фотовольтаич. эффекты, не связанные с межзонным возбуждением носителей и их пространств, разделением. К таким эффектам относятся: фототермомагнитный эффект, возникающий из-за различия в характере взаимодействия с внеш. маги, полем носителей заряда, «разогретых» падающим эл.-магн. излучением, и «холодных» носителей; фотогальванический эффект, обусловленный асимметрией в распределении возбужденных носителей заряда по импульсу или асимметрией их рассеяния.
Ф. я. используется в фотоэлектронных у множителях, вакуумных, газонаполненных и ПП фотоэлементах, фото-резисторах, фотодиодах, фототранзисторах и др. фотоэлектронных приборах и устр-вах.