
【电】 infrared photoconductor
infrared; infrared ray
【化】 infrared ray; ultra-red ray
【医】 infra-red light; infrared; infrared rays; ultra-red; ultra-red rays
【计】 PC
【化】 photoconductor
红外线光电导体(Infrared Photoconductor)是指对红外波段电磁辐射敏感的光电导材料,其电导率会随入射红外光强度变化而改变。该术语由"红外线"(波长780 nm-1 mm的不可见电磁波)和"光电导体"(受光激发产生载流子的半导体材料)复合构成,属于光电子器件领域的基础元件。
根据美国光学学会定义,这类材料通过本征/非本征光电导效应实现光电转换:当红外光子能量大于材料禁带宽度时,价带电子被激发至导带形成自由载流子,从而降低材料电阻值。典型应用包括夜视仪(美国陆军研究实验室)、光纤通信探测器(IEEE光子学期刊)和热成像传感器(FLIR Systems技术白皮书)。
常见红外光电导体材料涵盖:
英国国家物理实验室的测试数据显示,现代锑化铟(InSb)红外光电导体在77K温度下可实现>10 cm·Hz^{1/2}/W的探测灵敏度,该性能已纳入国际光电工程学会(SPIE)的红外系统设计标准。
红外线光电导体是一种结合了红外线特性与光电导效应的功能材料,其核心原理是通过吸收红外辐射来改变材料的导电性。以下从定义、原理和应用三方面详细解释:
1. 红外线的定义与特性 红外线是波长介于0.76微米至1000微米之间的电磁波,属于不可见光。其特点是:
2. 光电导体的工作原理 光电导体(如半导体材料)在吸收电磁辐射(包括红外线)后,内部电子被激发,导致载流子数量增加,从而提升导电性。典型应用电路中,通过串联负载电阻和偏置电压,可将电导率变化转化为可测量的电流或电压信号。
3. 红外线光电导体的应用 这类材料专为红外波段优化设计,主要应用于:
公式补充
光电导效应可表示为:
$$
Delta sigma = e (mu_n Delta n + mu_p Delta p)
$$
其中$Delta sigma$为电导率变化量,$e$为电子电荷,$mu_n$和$mu_p$分别为电子和空穴迁移率,$Delta n$和$Delta p$为载流子浓度变化量。
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