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半导体的内光电效应

更新时间：2026-06-30 08:10:07 大小：17K 上传用户：潇潇江南查看TA发布的资源 标签：半导体光电效应 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、内光电效应的基本定义

光电效应是指物质吸收光子后改变物质电学性质的一类物理效应，根据效应发生后载流子的变化和空间分布特征，可以将其分为外光电效应和内光电效应两大类。外光电效应是指被光子激发的电子逸出物质表面向外发射的现象，典型应用如光电倍增管；而内光电效应则是指被光子激发产生的载流子仍然留在物质内部，只引起物质电导率变化或者产生光生电动势的效应。由于半导体材料具有特殊的禁带结构，对不同波长光子的吸收特性远优于导体和绝缘体，因此绝大多数实用化的内光电效应器件都采用半导体材料制备。

半导体发生内光电效应的核心前提是：入射光子能量大于等于半导体的禁带宽度。当满足这个条件时，价带中的电子吸收光子能量后，会跃迁到导带，同时在价带留下一个空穴，这就产生了可以参与导电的电子-空穴对，最终改变半导体的导电能力或者产生可检测的电信号。

二、半导体内光电效应的分类

1.光电导效应

光电导效应是最早被发现和研究的内光电效应，其本质是半导体材料吸收光子后产生本征或非本征载流子，导致电导率上升的效应。当半导体处于暗态时，其内部只有热激发产生的少量载流子，此时对应的电导率被称为暗电导率；当能量满足要求的光子入射后，会激发产生额外的光生载流子，半导体的电导率随之升高，这种额外增加的电导率被称为光电导，整个效应过程即为光电导效应。

根据载流子激发的来源不同，光电导效应又可以分为本征光电导和杂质光电导两类：本征光电导是由价带电子激发到导带产生电子-空穴对引起的，要求入射光子能量大于等于半导体本征禁带宽度；杂质光电导则是由半导体中杂质能级上的电子或者空穴被激发到导带或者价带引起的，由于杂质电离能远小于本征禁带宽度，因此杂质光电导可以探测能量更低、波长更长的光子，常用于红外探测领域。


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