Фотоэффект внутренний

Фотоэлемент представляет собой электровакуумный или полупроводниковый прибор, способный изменять свои параметры (ток, сопротивление, э. д. с.) под действием света (видимого или невидимого). Имеются три основных вида фотоэлементов с внешним фотоэффектом, внутренним фотоэффектом и с запирающим слоем (вентильные). [c.704]

В отличие от металлов в полупроводниках и диэлектриках также возникает так называемый внутренний фотоэффект, состояш,ий в возбуждении электронов из валентной зоны в зону проводимости. Для внутреннего фотоэффекта энергия поглощенного светового кванта не должна быть меньше ширины запрещенной зоны (разность энергии между нижней границей зоны проводимости и верхней границей валентной зоны). [c.345]

Двухфотонный внутренний фотоэффект в полупроводнике наблюдался еще в 1964 г. в dS при использовании рубинового лазера. [c.345]

В отличие от рассмотренного выше внешнего фотоэффекта, при котором под действием света электроны выходят из исследуемой среды наружу, для полупроводников более характерны два других фотоэлектрических явления внутренний и вентильный фотоэффекты. [c.346]

Фотоэлемент с внутренним фотоэффектом — см. фотоэлемент полупроводниковый. [c.164]

Существенные трудности возникают при использовании фотоумножителей в инфракрасной области спектра. Как уже указывалось, наличие красной границы фотоэффекта делает в этом случае невозможным применение фотокатодов, прекрасно работающих в видимой и ультрафиолетовой областях. Для измерений в инфракрасной области используют фотодиоды, механизм действия которых основан на внутреннем фотоэффекте. [c.442]

Если бы внутренняя конверсия имела двухступенчатый характер, то испускание электронов конверсии всегда сопровождалось бы испусканием у-фотонов соответствующей энергии, так как фотоэффект может вызвать только незначительная часть у-фотонов, испускаемых ядром. Однако известны случаи испускания конверсионных электронов при отсутствии у-квантов с энергией, соответствующей энергии конверсионных электронов. Интенсивность однородных групп конверсионных электронов примерно в 100 раз больше интенсивности тех же электронов, освобождаемых при прочих равных условиях в процессе фотоэффекта. Это дает указания на то, что электроны конверсии возникают в процессе прямой передачи энергии от возбужденного ядра к электронам оболочки. При этом само ядро без излучения у-кванта возвращается в нормальное состояние. [c.259]

История создания фотоэлементов насчитывает уже более 100 лет. Первый фотоэлемент, основанный на внутреннем фотоэффекте и использующий явление фотопроводимости, был построен в 1875 г., первый же вакуумный фотоэлемент, основанный на внешнем фото-Э1 )фекте, был построен в 1889 г. Промышленное производство вакуумных фотоэлементов в Советском Союзе было организовано П. В. Тимофеевым в 1930 г. Интересно отметить, что фотоэлементы, использующие внешний фотоэффект, раньше приобрели широкое развитие, хотя внутренний фотоэффект был открыт по крайней мере на 50 лет раньше. Только в сороковых годах нашего столетия благодаря бурному развитию физики полупроводников и деталь- [c.649]

В чрезвычайно большом числе случаев применения фотоэлементов не предъявляются строгие требования к их измерительным свойствам. Поэтому фотоэлементы, работающие на основе внутреннего фотоэффекта, в силу их малых габаритов, низких напряжений питания и ряда конструктивных достоинств повсеместно применяются для автоматических систем, систем управления, преобразования солнечной энергии, контроля производства и т. д., за исключением тех случаев, когда относительно невысокие инерционные свойства этих фотоэлементов препятствуют их использованию. [c.652]

В настоящее время различают три вида фотоэлектрического эффекта внешний, внутренний и фотогальванический (фотоэффект в запирающем слое, или вентильный фотоэффект). [c.156]

Внешний фотоэффект заключается в испускании поверхностью металлов электронов во внешнее пространство (вакуум или газ) под действием падающего на эту поверхность потока световой энергии. Внутренним фотоэффектом называется изменение электрической проводимости некоторых кристаллических тел (полупроводников) вследствие появления под действием потока световой энергии внутри этих тел добавочных электронов проводимости. Фотогальванический эффект — это возникновение тока на границе между полупроводником и металлом, когда электроны покидают пределы тела, проходя через поверхность раздела в другое твердое тело (полупроводник) пли жидкость (электролит) под действием световой энергии без участия посторонней электродвижущей силы. [c.156]

Внутренний фотоэффект и фотогальванический эффект [c.168]

Как уже отмечалось, кро.ме внешнего фотоэффекта, называемого также фотоэлектронной эмиссией, существуют внутренний фотоэффект и фотогальванический эффект. Коротко рассмотрим эти два фотоэлектрических явления. [c.168]

Внутренний фотоэффект. При облучении светом некоторых полупроводников или диэлектриков оптические электроны отдельных атомов кристаллической решетки вещества, приобретая достаточную дополнительную энергию, отрываются от атомов и превращаются в электроны проводимости. Так как проводимость полупроводников и диэлектриков обычно мала, то появление в них электронов проводимости ведет к заметному повышению их электропроводности, а следовательно, и к уменьшению их сопротивления. Это явление и называется внутренним фотоэффектом, или фотопроводимостью. [c.168]

Схема для наблюдения внутреннего фотоэффекта приведена на рис. 26.11. При освещении исследуемого полупроводника, соединенного через металлические электроды с гальванометром Г и источником напряжения через сопротивление R, в цепи возникает электрический ток. Как только освещение прекращается, ток уменьшается до ничтожно малой величины. Этот ток называют темповым. В металлах внутренний фотоэффект не обнаруживается, так как концентрация свободных электронов в них очень велика и добавление небольшого числа электронов за счет внутреннего фотоэффекта не меняет существенным образом этой концентрации. [c.168]

Вольт-амперная характеристика внутреннего фотоэффекта при постоянном световом потоке в отличие от внешнего фотоэффекта не обладает током насыщения (рис. 26.12). Величина фототока пропорциональна приложенному напряжению. [c.168]

Во время слабого освещения фототок при внутреннем фотоэффекте почти пропорционален световому потоку. При больших освещенностях эта зависимость становится нелинейной. Нелинейность световой характеристики объясняется тем, что внутренний фотоэффект сопровождается рядом побочных явлений, среди которых основную роль играет рекомбинация, т. е. возвращение электронов в нормальное состояние. Световые характе- [c.168]

Фотоэлектрические процессы при внутреннем фотоэффекте обладают инерционностью. Это означает, что фототок не сразу достигает своего значения, соответствующего данному световому потоку, а лишь через некоторый промежуток времени. При внезапном прекращении освещения фототок падает до нуля постепенно (рис. 26.14). Процесс инерционности объясняется тем, что электроны, освобождаемые светом, находятся в свободном состоянии в течение конечного отрезка времени т, называемого временем жизни фотоэлектронов. Для разных полупроводников это вре.мя имеет величину от 10 до 10 с. В среднем по истечении времени т каждый фотоэлектрон рекомбинирует и возвращается в связанное состояние. [c.169]

Фотосопротивления (фоторезисторы) основаны на внутреннем фотоэффекте. Еще в 70-х гг. XIX в. было замечено, что пластинка селена, освещенная светом, меняет свое сопротивление. В настоящее время для изготовления фотосопротивлений селен практически не используется они изготовляются главным образом из сернистого свинца, сернистого висмута, сернистого кадмия или сернистого таллия. Обычно фотосопротивление представляет собой стеклянную пластинку с нанесенным тонким слоем полупроводника, на поверхности которого укреплены токопроводящие электроды. [c.173]

Фотодиоды также основаны на внутреннем фотоэффекте. Германиевые фотодиоды близки по принципу действия к фотосопротивлениям. Простейший германиевый фотодиод с точечным контактом показан на рис. 26.20. К тонкой пластинке из германия, имеющей с внутренней (по отнощению к падающему излучению) стороны углубление, подведены два контакта. Один из них припаян с боковой стороны пластинки, а другой соединен при помощи пружинного контакта с вольфрамовой спиралью-коллектором. Свет концентрируется на германиевую пластинку в месте, лежащем против точечного контакта. Если германиевая пластинка имеет электронный харак- [c.173]

Общие замечания 155 7.2. Внешний фотоэффект 159 7.3. Внутренний фотоэффект (фотопроводимость) 173 7.4. Внутренний фотоэффект [c.127]

Два вида фотоэффекта. Различают внешний фотоэффект и внутренний фотоэффект. [c.155]

МНОГОФОТОННЫЙ ФОТОЭФФЕКТ — термин, объединяющий ряд фотоэлектрических явлений, при к-рых изменение электропроводности, возникновение эдс или эмиссия электронов происходят вследствие поглощения электроном вещества (т. е. в связанном состоянии) двух или более фотонов в одном элементарном акте. Практически все разновидности фотоэффекта (внутренний, вентильный, внешний) имеют свой мно-гофотонвый вариант , отличающийся тем, что электроны вещества приобретают необходимую энергию в процессе многофотонного поглощения, в то время как при обычном фотоэффекте требуемое возбуждение электронов достигается за счёт однофотонного поглощения. Это обстоятельство обусловливает гл. особенности М. ф. 1) М. ф. наблюдается при достаточно высоких интенсивностях / падающего излучения, достижимых лишь с помощью лазеров 2) величина фотоотклика вещества (фотоэдс, фототок) при М. ф. пропорциональна /т, ГД0 fil — порядок фотоэффекта, т. е. число фотонов, поглощаемых в одном акте 3) зависимость М. ф. от частоты излучения отражает спектральные характеристики многофотонного поглощения. [c.168]

Формулы Крамерса — Кроннга 78 Фотодиод 466, 467 Фотолюминесценция 418 Фотосопротивление 465 Фотоэффект внутренний 465 [c.511]

Отметим, что энергия фотонов нелазерных излучений с той же частотой, что у излучения рубинового лазера (1,8 эВ), явно недостаточна для осуществления внутреннего фотоэффекта в dS, ширина зоны у которого 2,4 эВ. Единственной причиной возникновения внутреннего фотоэффекта под действием мощного лазерного излучения явилось поглощение более одного фотона в каждом акте. [c.345]

Фотопроводимость. Внутренний фотоэффект, или фотопроводимость, — это явление возникновения внутри полупроводника избыточных носителей тока под действием освещения. В простейшем случае собственного полупроводника излучение возбуждает валентные электроны в зоне проводимости, где они находятся в свободном состоянии и могут участвовать в процессе переноса заряда. Вклад в прО Зодимость дают также возникаюш,ие в валентной зоне дырки. В примесном полупроводнике -типа кроме собственного фотоэффекта возможно еще возбуждение электронов из связанных состояний на донорных центрах в зону проводимости. Аналогичным образом в полупроводниках р-типа возможно возбуждение электронов из валентной зоны на акцепторные уровни, создавая тем самым подвижные дырки. Характерно, что в обоих случаях" примесной фотопроводимости в кристалле генерируются свободные носители только одного знака. Так же, как и внешний фотоэффект, фотопроводимость проявляется в однородном материале в присутствии внешнего электрического поля. [c.346]

Простейшим прибором, работающим иа основе пспользования фотоэффекта, явл гется вакуумный фотоэлемент. Вакуумный фотоэлемент состоит из стеклянной колбы, снабженной двумя электрическими выводами. Внутренняя поверхность колбы частично покрыта тонким слоем металла. Это покрытие служит катодом фотоэлемента. В центре баллона расположен анод. Выводы катода и анода подключаются к источнику постоянного напряжения. При освещении катода с его поверхности вырываются электроны. Этот процесс называется внешним фотоэффектом. Электроны движутся под действием электрического поля к аноду. Б цепи фотоэлемента возникает электрический ток, сила тока пропорциональна мощности светового излучения. Таким образом фотоэлемент преобразует энергию светового излучения в энергию электрического тока. [c.304]

Соотношение (8.53) позволяет определить постоянную Планка из измерения наклона прямых, выражающих зависимость потенциала задержки от час готы падающего на фотокатод излучения. Весьма точное определение h таким методом было выполнено П. И. Лукирским и С. С. Прилежаевым в 1930 г. Для измерений использовали сферический конденсатор, внутренний шарик которого был изготовлен из никеля и освещгится светом ртутной лампы. Спектральные линии ртути, возбуждавшие фотоэффект, выделялись монохроматором с кварцевой призмой. В этих опытах наблюдался относительно крутой спад кривых, характеризующих зависимость силы фототока от приложенного [c.434]

Первоначальгюе объяснение внутренней конверсии сводилось к следующему. Возбужденное ядро испускает у-квант излучения, который, взаимодействуя с электронной оболочкой атома, вырывает из нее электрон, принадлежащий К, L или другим слоям. Вырванный электрон выбрасывается за пределы атома. Иначе говоря, как бы имеет место своего рода фотоэффект. При таком объяснении явление внутренней конверсии представляется в виде двухступенчатого процесса. Первая ступень процесса сводится к испусканию ядром v-кванта, вторая ступень — испун1,енный у-квант вырывает электрон из электронной оболочки атома. [c.259]

В настоящее время на основе внешнего и внутреннего фотоэффекта строится бесчисленное множество приемников излучения, преобразующих световой сигнал в электрический и объединенных общим названием — фотоэлементы. Они находят весьма широкое применение в технике и в научных исследованиях. Самые разные объективные оптические измерения немыслимы в наше время без применения того или иного типа фотоэлементов. Современная фотометрия, спектрометрия и спектрофотометрия в широчайшей области спектра, спектральный анализ вещества, объективное измерение весьма слабых световых потоков, наблюдаемых, например, при изучении спектров комбинационного рассеяния света, в астрофизике, биологии и т. д. трудно представить себе без применения фотоэлементов регистрация инфракрасных спектров часто осуществляется специальными фотоэлементами для длинноволновой области спектра. Необычайно широко используются фотоэлементы в технике контроль и управление производственными процессами, разнообразные системы связи от передачи изображения и телевидения до оптической связи на лазерах и космической техники представляют собой далеко не полный перечень областей применения фотоэлементов для решения разнообразнейших технических вопросов в,современной промышленности и связи. [c.649]

Спектрометрия в инфракрасной области спектра не может производиться с помощью вакуумных фотоэлементов и ФЭУ по той причине, что совре у1енные фотокатоды имеют красную границу не выше 1100 нм. Однако уже сейчас известны материалы, позволяющие продвинуться до 3—4 мкм. Поэтому в инфракрасной области применяются фотоэлементы, работающие на основе внутреннего фотоэффекта. Сюда следует отнести неохлаждаемые фоторезисторы на основе 1п5Ь, РЬЗе и РЬЗ, которые могут быть использованы до 6 мкм, и глубоко охлаждаемые фоторезисторы на основе германия, легированного золотом, цинком, медью и другими металлами, пригодные до 40 мкм. [c.652]

Освободившееся в результате фотоэффекта место на электронной оболочке заполняется электронами с вышерасположен-ных оболочек. Этот процесс сопровождается испусканием рентгеновского излучения или испусканием электронов Оже (непосредственная передача энергии возбуждения атома электрону этого же атома — процесс, аналогичный явлению внутренней конверсии, рассмотренной в 11). [c.241]

Этим видам фотоэффекта соответствуют три основные группы фотоэлементов — приборов, превращающих световую энергию в энергию электрического тока фотоэлементы с внешним фотоэффектом (вакуумные и газонаполненные) фотоэлементы с внутренним фотоэффектом (фотосопротивления или фоторезисторы) фотоэлементы с запирающим слоем (вентильные или нолуиронодниковые). [c.156]

При облучении слоя оксида меди (I) в ней, благодаря внутреннему фотоэффекту, возникают свободные электроны. На границе между оксидом меди (I) и медной пластинкой образуется очень тонкий (10 —10 см) слой 2, пропускающий электроны только от СнаО к Си и препятствующий их обратному движению. В результате медь заряжается отрицательно, а оксид меди (I) — положительно. Между этими слоями появляется разность потенциалов, поддерживаемая действием излучения. Таким образо.м, во внешней цепи возникает постоянный ток от Си к СигО (направление движения электронов обратное). Наличие такого вентильного, или запирающего, слоя обусловливает выпрямляющее действие устройства и наблюдается во многих полупроводниках. Отсюда фотогальванический эффект часто называют вентильным, или фотоэффектом в запирающем слое. [c.170]

Отметим, что многие вопросу физики взаимодействия света с веществом удается достаточно глубоко проанализировать на основе полуклассического подхода. В качестве примера укажем вынужденное испускание света, резонансную флуоресценцию, нелинейно-оптические явления. Даже такое сугубо квантовое явление, как фотоэффект, можно, оказывается, неплохо описать на полуклассическом уровне. В связи с 9ТИМ иногда высказывается мнение, что при рассмотрении взаимодействия света с веществом квантование светового поля, по сути дела, не обязательно — достаточно проквантовать только вещество. Такую точку зрения надо признать слишком категоричной. Отдавая должное большим возможностям полуклассического подхода, не следует их переоценивать. По самой своей сути этот подход внутренне непоследователен— вещество и поле рассматривают здесь на разных уровнях. Ясно, что наиболее последовательным и глубоким с физической точки зрения является подход, при котором квантуются как вещество, так и излучение. Именно при таком подходе можно наиболее глубоко исследовать физическую природу света, а значит, и физику процессов взаимодействия света е веществом. [c.4]

Оптика (1977) -- [ c.346 ]

Оптика (1976) -- [ c.648 ]

Атомная физика (1989) -- [ c.23 ]

Техника в ее историческом развитии (1982) -- [ c.382 ]

Оптика (1986) -- [ c.465 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.656 ]

Неразрушающие методы контроля сварных соединений (1976) -- [ c.120 , c.134 ]

Справочник по элементарной физике (1960) -- [ c.16 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...