Собственная фотопроводимость

Cтраница 4

Приведенные кривые типичны для всех исследованных образцов. Они ясно делятся на две спектральные области. При энергиях, превышающих - - 0 7 ас, преобладает собственная фотопроводимость; между 0 7 и 0 8 эс фотоответ возрастает почти на четыре порядка. Ниже 0 7 эв доминирующую роль играет примесная фотопроводимость. [46]

Иное может иметь место для примесного возбуждения. Если, например, свет переводит электроны с примесных центров в с-зону, то, в некоторых случаях, уже при обычных интенсивностях возбуждения происходит заметное опустошение примесных центров и, следовательно, изменение коэффициента поглощения. Поскольку интенсивность генерации равна [ ЗА / и ft не остается постоянным ( падает с ростом /), то принимаемое при рассмотрении собственной фотопроводимости как само собой разумеющееся предположение о том, что генерация пропорциональна интенсивности света, в случае примесной фотопроводимости оказывается, вообще говоря, неверным. Это приводит к тому, что некоторые зависимости ( например, До / ( /)), а также процессы релаксации примесной фотопроводимости обладают важными особенностями. [47]

Представляет трудность интерпретация сенсибилизованного дырочного фототока, наблюдаемого обычно в ТП и Agl для большого числа различных красителей. Прямое возбуждение электронов, начиная с локализованных уровней и кончая ловушками, путем переноса энергии от части сенсибилизатора происходит, вероятно, только в том случае, когда эти ловушки расположены поблизости от центров, на которых эти уровни возникают. Другое объяснение состоит в том, что возбужденный краситель способен захватить электроны с локальных уровней, освободив дырки в валентной зоне согласно механизму собственной фотопроводимости полупроводника, описанной выше. Это объяснение менее правдоподобно, так как большинство сенсибилизаторов не относится к восстанавливаемым красителям и сильное освещение не приводит к изменению спектра сенсибилизатора. [48]

Основные характеристики материалов A BV для фотоприемников. [49]

Внутренний фотоэффект имеет несколько разновидностей. Фоторезиетивный эффект сводится к увеличению проводимости образца под действием квантов света и может быть связан как с собственным, так и с примесным поглощением. Поскольку запрещенная зона соединений AU1BV имеет ширину от десятых долей до единиц электрон-вольт, фотопроводимость в них наблюдается в инфракрасной, видимой, ультрафиолетовой областях спектра. Спектры собственной фотопроводимости соединений AI ] IBV однотипны. Длинноволновый край спектра фоточуветвительности соответствует краю собственного поглощения. Спад чувствительности в коротковолновой части связан с уменьшением скорости генерации носителей заряда при большой величине коэффициента поглощения. Примесная фотопроводимость наблюдается при более длинных волнах и проявляется значительно слабее, чем собственная. [50]

Другой важный результат был установлен осциллографическим методом для восьми красителей, не сенсибилизующих фотоэффект в ТП, а именно: 3 3 -диэтил - 6 6 -диметил - ( амино) - тиакарбо-цианиниодида, хлорофилла, этилхлорофиллида, фталоцианинов Mg, Zn, Fe3 и Си и, наконец, для нафтолового зеленого. Когда эти красители адсорбировались на ТП, его собственный фотоэффект изменялся с обычного р-типа на re - тип, максимум фотоэлектрической чувствительности ТП, расположенный у 520 нм ( рис. 8), обязанный избытку иода, исчезал после адсорбции красителя. Это означает, что эти красители-несенсибилизаторы уничтожают ловушки, образованные адсорбированным иодом либо путем его вытеснения, либо вступая с ним в химическую реакцию. Получается естественно восстановленный с чисто электронной собственной фотопроводимостью ТП, освобожденный от избытка адсорбированного иода, как об этом было уже упомянуто. Также возможно, что электронная часть тока в смешанной проводимости, наблюдаемой в случае трех упомянутых выше красителей, обязана той же причине. [51]

Факты и рассуждения, изложенные в настоящей статье, приводят к следующему механизму фотоэлектрической сенсибилизации полупроводников адсорбированными на них красителями. В ZnO наблюдается фотосенсибилизация тг-типа. Электроны фотопроводимости происходят из тех же ионизированных атомов ( Zn), которые повторно ионизируются при поглощении кванта в спектральной области поглощения ZnO. Согласно нашим исследованиям [19, 28], молекулы с большим электронным сродством ( О2, О3, хинон) значительно увеличивают собственную фотопроводимость за счет образования ловушек. Так как фотоэффект, сенсибилизованный красителем, также увеличивается под влиянием этих газов и так как сенсибилизация не зависит от типа электропроводности красителя, мы должны заключить, что механизм сенсибилизации состоит в переносе энергии от красителя к электронам, захваченным дырками, расположенными, очевидно, на поверхности. Красители-сенсибилизаторы сами не действуют как ловушки, потому что не наблюдалось увеличение фотоэффекта ZnO, вызванное сенсибилизатором, при возбуждении полупроводника светом в области поглощения последнего. [52]

Оказывается, уровни прилипания весьма сильно сказываются в нестационарных условиях, изменяя характер релаксации неравновесной проводимости. Однако и в стационарных условиях наличие уровней прилипания существенно влияет на фотопроводимость. Вопрос о влиянии прилипания на стационарные характеристики и релаксацию неравновесной проводимости рассматривается ниже для монополярной ( раздел I) и биполярной ( раздел II) собственной фотопроводимости. Такое рассмотрение требует принятия определенных конкретных моделей. В качестве таких конкретных моделей используются: в разделе I - модель большой концентрации центров рекомбинации ( см. § 23, Б), естественно объясняющая монополярный характер фотопроводимости при собственном возбуждении, а в разделе II - модель малой концентрации центров рекомбинации ( § 23, А), наиболее подходящая для биполярной фотопроводимости. [53]

Ванье - Мотта могут отдавать электроны в полосу проводимости или даже вызывать фотоэмиссию. Этот эффект сильнее выражен в случае азида натрия, чем азида калия. В то же время спектральные кривые и кривые фотопроводимости и фотоэмиссии азида калия позволяют сделать следующие разумные заключения. Существует некоторое число электроно-избыточных центров. Возбужденное состояние с п 2 может высвобождать из них электроны, однако собственная фотопроводимость имеет место в области примерно 8 35 - 8 6 эв. При 8 7 эв резко возрастает фотоэмиссия, поэтому в качестве рабочей гипотезы можно принять, что вакуумный уровень лежит на 8 7 эв выше валентной зоны, а дно зоны проводимости на 0 3 эв ниже этого значения, что удовлетворительно согласуется со значением 8 5 эв, найденным Дебом для предела последовательности пиков. Отсюда следует, что электронное сродство кристалла азида калия равно 0 3 эв, в то время как для хлорида и бромида калия оно равно 0 2 и 0 3 эв соответственно. [54]

Было установлено, что когда оба электрода одинаковы и не содержат иода, темновая проводимость не зависит от полярности приложенного напряжения. При наличии иода в электроде ток возрастает в 82 раза, если к этому электроду приложен положительный потенциал 50 в, и в 3 7 раза, если к нему приложен такой же отрицательный потенциал. Еще более сильно асимметрия проводимости проявлялась при освещении ячейки. Для этого использовался свет с длиной волны 436 ммк, который практически не поглощается антраценом и не вызывает в нем собственной фотопроводимости, но интенсивно поглощается иодом. [55]

При - 184 интенсивный пик, характерный для поглощения кристаллической решетки, наблюдается при 5 1 эв. Хвост этой полосы поглощения исследовать довольно трудно; все же Браун и соавторы [57 ] изучили его тонкую структуру в интервале температур 4 2 - 77 К. Плечо при 3807 А ( 4 2 К), которое они приписывают образованию экситонов, маскируется термическим хвостом, появляющимся при повышении температуры. Форма этого хвоста не согласуется с правилом Урбаха, а потому не обусловлена мультифононным процессом. А, и достигает максимального значения при длине волны, совпадающей с постулируемым значением длины волны экситонного возбуждения. После этого кривая спадает, и характер спада зависит от температуры. Фотопроводимость вновь возрастает при приближении к области собственной фотопроводимости. Эта картина наблюдается даже при 2 К. [56]

В предыдущей статье был предложен механизм захвата ловушками. Он включает захват дырки дважды отрицательно заряженным атомом железа. Согласно этому механизму, при относительном постоянстве концентрации атомов железа по слитку число ловушек растет с ростом числа избыточных электронов. Предположим, что примесная фотопроводимость, например в электронном материале, обусловлена возбуждением электрона с верхнего уровня железа в зону проводимости. Согласно предложенной модели, захват дырки означает освобождение верхнего уровня железа. С другой стороны, в образцах, где роль ловушек выражена наиболее ярко и имеет место эффект гашения, собственная фотопроводимость способствует росту примесной фотопроводимости ( см. фиг. Это противоречие пока не разрешено. [57]

Страницы: 1 2 3 4