Введение

Свойство материала, при котором поглощение ЭМ-излучения повышает электрическую проводимость.

Фотопроводность – это оптическое и электрическое явление, при котором материал становится более электропроводным вследствие поглощения электромагнитного излучения, такого как видимый свет, ультрафиолетовый свет, инфракрасный свет или гамма-излучение. Когда свет поглощается материалом, например полупроводником, увеличивается число свободных электронов и дырок, что приводит к росту электрической проводимости. Для возбуждения свет, падающий на полупроводник, должен обладать достаточной энергией, чтобы перевести электроны через запрещенную зону или возбудить примеси внутри запрещенной зоны. При использовании в цепи последовательно с полупроводником напряжения смещения и сопротивления нагрузки можно измерить падение напряжения на сопротивлении нагрузки, когда изменение электрической проводимости материала изменяет ток в цепи. Классическими примерами фотопроводящих материалов являются: фотопленка: Kodachrome, Fujifilm, Agfachrome, Ilford и т.д., на основе сульфида серебра и бромида серебра; проводящий полимер поливинилкарбазол, широко применяемый в фотокопировании (ксерографии); сульфид свинца, используемый в приложениях для обнаружения инфракрасного излучения, таких как американские ракеты Sidewinder и советские (ныне российские) ракеты «Атолл» с тепловой головкой самонаведения; селен, применявшийся в ранних телевизорах и ксерографии. Молекулярные фотопроводники включают органические, неорганические и, реже, координационные соединения.

Приложения

Когда фотопроводящий материал включается в цепь, он функционирует как резистор, сопротивление которого зависит от интенсивности света. В этом случае материал называется фоторезистором (также известным как светозависимый резистор или фотопроводник). Наиболее распространенное применение фоторезисторов – в качестве фотодетекторов, то есть устройств для измерения интенсивности света. Фоторезисторы – не единственный тип фотодетекторов; существуют также приборы с зарядовой связью (ПЗС), фотодиоды и фототранзисторы, но фоторезисторы являются одними из самых распространенных. К областям применения фотодетекторов, где часто используются фоторезисторы, относятся экспонометры камер, уличные фонари, радиоприемники с часами, инфракрасные детекторы, нанофотонные системы и фотосенсоры низкоразмерных устройств.

Сенсибилизация

Сенсибилизация — важная инженерная процедура, предназначенная для усиления отклика фотопроводящих материалов.

Отрицательная фотопроводность

Некоторые материалы демонстрируют ухудшение фотопроводности при воздействии освещения. Одним из наиболее ярких примеров является гидрогенизированный аморфный кремний (a-Si:H), в котором наблюдается метастабильное снижение фотопроводности (см. эффект Стаблера-Вронски). К другим материалам, демонстрирующим отрицательную фотопроводность, относятся нанопроволоки ZnO, дисульфид молибдена, графен, нанопроволоки арсенида индия, углеродные нанотрубки с модификациями и металлические наночастицы. При воздействии переменного напряжения и УФ-излучения нанопроволоки ZnO демонстрируют непрерывный переход от положительной к отрицательной фотопроводности в зависимости от частоты переменного тока. Ярким примером является CH3NH3(Mn:Pb)I3. В этом материале также было продемонстрировано фотоиндуцированное плавление намагниченности.