Lichtleitende

Lichtleitende Materialien sind Stoffe, deren elektrische Leitfähigkeit durch Bestrahlung mit Licht ansteigt. In der Fachsprache wird dieses Phänomen als Lichtleitfähigkeit oder Photokonductivity bezeichnet. Grundsätzlich entsteht durch Photonenenergie Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband, wodurch freie Ladungsträger generiert werden und der elektrische Widerstand sinkt. Die Stärke des Effekts hängt von der Wellenlänge und Intensität des Lichts, der Temperatur sowie den Materialeigenschaften wie Bandabstand, Dotierung und Defektzuständen ab.

Typische Anwendungen finden sich in der Sensorik und Optoelektronik: Photodetektoren, lichtempfindliche Widerstände (LDR), Bildsensoren sowie automatische Beleuchtung und UV- bzw. sichtbares Lichtsensorik. Die beteiligten Materialien reichen von Halbleitern wie Silizium und GaAs über Übergangsmetalloxide wie TiO2 bis hin zu organischen Halbstoffen. In manchen Stoffen kann es zu persistenter Photokonductivity kommen, bei der der erhöhte Leitzustand auch nach Wegnahme des Lichts bestehen bleibt.

Wichtige Randbedingungen: Die Photokonductivity ist nicht zu verwechseln mit der optischen Lichtleitung (Lichtführung) durch ein Medium. Letztere beschreibt die Ausbreitung von Licht durch Fasern oder andere Medien; Photokonductivity betrifft die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit. Temperaturabhängigkeiten, Defektzustände und Grenzschichten beeinflussen Reaktionsgeschwindigkeit, Empfindlichkeit und Langzeitstabilität.

In der Forschung wird darauf abgezielt, Materialien mit schneller Reaktion, breitem Spektrum und geringem Dunkelwiderstand zu entwickeln, um zuverlässige Lichtsensoren und Detektoren bereitzustellen.