绫濑宿据
发布日期：2007-07-24
光电效应：光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，这类光致电变的现象统称光电效应。
diyi节：外光电效应（1887年德国赫兹、1888年霍尔瓦克斯）
（1）单光子光电效应：
实验规律：1：一定频率的光照射到阴极K时，只要有足够的加速电压，光电流正比于光强。
2：每种金属存在一个足以发生光电效应的Z低频率ν（0）（红限）当ν<ν（0）时无光电子，ν>ν（0）时立刻发射光电子。
3：光电子从金属表面逸出时，Z大初动能（1/2）mv^2与光的频率有线性关系，与入射光强无关。
1905年爱因斯坦提出光量子理论，外光电效应方程：hν=(1/2)mv^2+φ (φ为金属逸出功)
1930年制成光电管后又制成光电倍增管（PMT）通道式电子倍增管（CEM）
（2）多光子光电效应：
一个电子吸收多个光子即为多电子光电效应，n光子光电流与光强的n次方成正比。
第二节：光电导效应（内光电效应）
光照时，电导率发生变化或产生电动势叫做光电导效应。
（1）对于半导体：V(e)=-μ(e)E，V(n)=μ(n)E （μ为迁移率）
j(e)=-neV(e)，j(n)=peV(n)，则：j=j(e)+j(n)=σE
故电导率σ=e(nμ(e)+pμ(n))，与载流子的浓度和迁移率有关。
（2）光电导：有光时，σ=σ（0）+△σ，△σ=e(△nμ(e)+△pμ(n))
△σ称光电导率，△σ/σ（0）称灵敏度（越大越好）
λ<=hc/E(g)时才可能产生光电导。
（3）光电导探测器：
1：光敏电阻（材料：CdS，CdSe等）。
2：红外光电导探测器（材料：PbS，PbSe，PbTe，Hg(1-x)CdxTe，Pb(1-x)SnxTe）
(4)应用：1：光电导摄像管。2：高速光开关（材料：GaAs，InP，InSb）。3：静电复印。
第三节：光生伏应：光照下产生电位差或电动势。
（1）丹倍效应（1919年发现，1931年由丹倍阐明）：
由于光生非平衡载流子扩散速度的差异直接引起了光照方向的电场和电位差，这种效应被称为丹倍效应。
单倍电势差：Vx=(kT/e)((μ(n)-μ(p))/(n(0)μ(n)))((△p0)-(△pd)) (D/μ=kT/e为爱因斯坦关系)。
（2）光磁电效应（1931年）
在垂直光照方向上（z向）再加一磁场，则在半导体的两侧端面间产生电位差，称为光磁电效应。
对N型半导体：Vy=(l/d)(B(z)(μ(n)+μ(p))/(n(0)μ(n)))D(p)(△p)。
短路电流：Is=-B(z)D(p)(μ(n)+μ(p))b(△p)。
注：当外磁场不垂直于y轴，而是斜置于yz平面，则By分量与开路电流相互作用，引起转矩，称光学机械效应。
Ge，InSb，InAs，PbS，CdS可制成半导体红外探测器。
（3）PN结光生伏应（1839年法国贝克勒尔）
当光照射在距表面很近的PN结时，会在PN结上产生电动势，称为PN结光生伏应。
光生电流：Il=eS(Lp+Ln)G (S为结面积，G为单位时间单位体积内产生的电子（或空穴）)
无光时：I=I0(exp(eV/(kT))-1) (I0为反向饱和电流)
有光时：I'=I-Il
光电池断路电压：V(oc)=(kT/e)ln(Il/I0+1)
应用：1：光敏二极管PD。2：光敏三极管。3：PIN光敏二极管。4：雪崩光敏二极管（APD）
