Fotokonduktivitet

Fotokonduktivitet är ökning av den elektriska konduktiviteten i ett material när det belyses. Effekten uppstår genom generering av fria laddningsbärare, elektroner och hål, vilket ökar antalet laddare som kan bidra till strömmen och därmed leder materialet bättre under en pådrivande elektrisk fält. I vissa fall påverkas konduktiviteten även av trappar och andra dopningseffekter som kan ge varaktiga eller icke-linjiga svar.

Principen baseras på att fotoner med tillräcklig energi absorberas och skapar elektron–hål-par. Dessa bärare rör sig och bidrar till ledningen när de får energi från elektroder eller fält. Recombination och fångst i trappar kan modifiera responsen och i vissa material ge persistent photoconductivity, där konduktiviteten förblir hög efter att ljuset slutar strömma. Temperatur, dopning och materialstruktur har stark påverkan på både storlek och hastighet av fotokonduktivitetsvaret.

Material som uppvisar fotokonduktivitet varierar från traditionella halvledare till nya teknologier. Exempel inkluderar kisel och amorft kisel, galliumnitrid och andra bredbandiga halvledare som GaAs, samt oxider som TiO2 och ZnO. Även organiska semiconductorer och polymerer (till exempel P3HT:PCBM) och perovskiter uppvisar fotokonduktiva response. Olika material används beroende på önskat spektrum, hastighet och driftsförhållanden.

Mätningar av fotokonduktivitet innefattar konduktivitets- eller resistansrespons under varierande ljusintensitet, spektral respons och extern kvantmekanisk effektivitet, samt tidsrespons (uppvaknande och återgång) och mörkresistans. Dessa parametrar avgör lämpligheten för fotodetektorer, optiska sensorer och vissa minnessystem där ljusbeteckning styr ledningsförmågan.