lichtleitfähig

Lichtleitfähigkeit, auch Photokonduktivität genannt, beschreibt die Eigenschaft bestimmter Materialien, ihre elektrische Leitfähigkeit infolge von Beleuchtung zu verändern. Durch Beleuchtung werden Ladungsträger freigesetzt oder mobilisiert, wodurch sich der Widerstand verringert und sich unter angelegter Spannung ein veränderter Stromfluss ergibt. Die Reaktion hängt stark von der Wellenlänge, Intensität des Lichts sowie von Defekten und Dotierung des Materials ab.

Der Mechanismus beruht darauf, dass Photonen mit ausreichender Energie elektronische Zustände anregen und Elektronen-Löcher-Paare erzeugen. Die resultierende erhöhte Ladungsträgerdichte führt zu höherer Leitfähigkeit. In einigen Materialien können trap-basierte Zustände zu persistenter Photokonduktivität führen, wobei der erhöhte Zustand auch nach Abschalten des Lichts bestehen bleibt. Reaktions- und Relaxationszeiten variieren stark.

Typische lichtleitfähige Materialien sind Halbleiter und Halbleiteroxide wie Selen, Cadmiumsulfid (CdS), Cadmiumselenid (CdSe), Silizium (Si) und amorhes Silizium (a-Si). Organische und hybride Halbleiter, darunter Perowskite und Polymere, zeigen ebenfalls Photokonduktivität. Die spektrale Empfindlichkeit hängt vom Bandabstand bzw. der Bandlücke ab, wodurch manche Materialien besonders lichtempfindlich im sichtbaren, andere im nahen Infrarotbereich sind.

Photoconductive Materialien finden Verwendung in Detektoren und Sensoren, wie Photodioden, Photowiderständen, Bildsensoren und optischen Detektor-Systemen. Historisch spielte Photokonduktivität eine Rolle in frühen Fotokopier- und Xerographie-Technologien (photoconductive cells mit Selenium). Heutzutage kommen auch in der Forschung transparente, flexible oder organische Photodetektoren zum Einsatz.