Fotoconductieve

Fotoconductiviteit (of fotoconductie) verwijst naar het fenomeen dat de elektrische geleidbaarheid van een materiaal aanzienlijk toeneemt wanneer het wordt belicht met licht. Het licht levert energie die elektronen uit het valente gebied vrijmaakt en draaggolven in de conductieband creëert, waardoor de weerstand afneemt en de stof geleiderischer wordt. De mate van fotoconductie hangt af van de lichtintensiteit, de golflengte van het licht in relatie tot het materiaalbandgat, de temperatuur en de aanwezigheid van recombinatie- of trapniveaus in het materiaal.

Werkingsprincipe

Bij fotoconductieve processen genereren fotonen met voldoende energie electronen-hole paren. Deze extra draaggangen verminderen de resistiviteit van het materiaal. Het effect kan tijdelijk zijn (wanneer het licht uitgaat, keren de carriers terug via recombinatie) of persistent (persistent photoconductivity) waarbij de verhoogde geleidbaarheid lang aanhoudt.

Materialen en eigenschappen

Fotoconductieve materialen omvatten onder meer halfgeleiders zoals selenium, cadmiumsulfide (CdS), cadmiumselenide (CdSe) en amorfe silicium. Ook organische halfgeleiders en sommige oxide- en halide-materialen tonen fotoconductiviteit. De responsiviteit hangt af van eigenschappen zoals bandgap, defecten, trapniveau's en de kwaliteit van kristalstructuur. Telkens is er een trade-off tussen gevoeligheid, snelheid en stabiliteit.

Toepassingen

Fotoconductieve materialen worden toegepast in:

- fotodetectoren en sensoren, waaronder photoconductive detectors in optische communicatie;

- xerografie en beeldvormingstechnieken;

- fotorelais- en lichtgestuurde schakelingen;

- sommige typen beeldsensoren en onderzoeksapparatuur.

Samenvatting

Fotoconductiviteit beschrijft de vergroting van geleidbaarheid onder licht en is een kernprincipe in verschillende detectoren en beeldvormingstoepassingen. De precieze werking wordt bepaald door materiaalkeuze, lichtkenmerken en omgevingsomstandigheden.