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光电流英文解释翻译、光电流的近义词、反义词、例句

英语翻译:

photocurrent
【化】 photocurrent

分词翻译:

光电的英语翻译:

photoelectricity
【医】 photoelectricity

流的英语翻译:

flow; stream; current; stream of water; class; wandering
【计】 stream
【化】 flow coating(process); stream
【医】 current; flow; flumen; flumina; rheo-; stream

专业解析

光电流(Photocurrent)是指物质(通常是半导体或金属)在受到光照时,因吸收光子能量而产生电荷载流子(电子或空穴),并在电场作用下定向移动形成的电流。其英文对应术语为 "photocurrent",由 "photo-"(光)和 "current"(电流)组合而成。

一、物理机制与产生原理

光电流的产生主要基于两种光电效应:

  1. 外光电效应(Photoelectric Effect)

    光子能量超过材料功函数时,电子吸收光子后逸出材料表面形成电流。爱因斯坦光电方程描述了该过程:

    $$ h u = W + frac{1}{2}mv $$

    其中 ( h u ) 为光子能量,( W ) 为功函数,( frac{1}{2}mv ) 为电子动能(参见《现代物理学基础》)。

  2. 内光电效应(Internal Photoelectric Effect)

    半导体材料吸收光子后,价带电子跃迁至导带,产生电子-空穴对。在PN结内建电场或外加偏压作用下,载流子定向迁移形成电流(参见 S.O. Kasap《半导体与器件物理》)。

二、核心参数与特性

三、典型应用场景

  1. 光电探测器(Photodetectors)

    如PIN光电二极管、雪崩光电二极管(APD),用于光纤通信、成像系统(参见 R.J. Baker《CMOS电路设计》)。

  2. 太阳能电池(Solar Cells)

    光伏效应将光能直接转换为电能,光电流大小决定能量转换效率(参见《光伏技术与工程手册》)。

  3. 光敏传感器

    工业自动化、环境监测中的光照强度测量(参见《传感器原理与应用》)。

参考文献

  1. 刘恩科, 朱秉升. 《半导体物理学》. 电子工业出版社.
  2. Sze, S.M. 《半导体器件物理》. Wiley.
  3. Einstein, A. (1905). "关于光的产生和转化的一个启发性观点". 《物理年鉴》.
  4. Kasap, S.O. (2006). 《光电子学与光子学原理》. McGraw-Hill.

(注:因未搜索到可验证的在线资源,以上引用仅标注经典教材与论文,建议通过学术数据库获取原文。)

网络扩展解释

光电流是光与物质相互作用时产生的电流现象,其核心机制和特性可归纳如下:

一、定义与形成机制

光电流指材料在光照下因光子激发电子跃迁而形成的电流。当光子能量超过材料极限频率时,电子从价带跃迁至导带,形成自由载流子。在光电效应中,金属表面逸出的光电子形成电流,其强度与入射光强成正比。

二、关键影响因素

  1. 频率条件:入射光频率需超过材料的极限频率(截止频率),否则无法激发电子。
  2. 光强关系:在满足频率条件下,光电流强度与入射光强度呈线性正相关。
  3. 材料特性:半导体材料(如硅)通过光生伏特效应产生电流,而金属则通过表面光电效应产生。

三、相关概念对比

概念 定义
暗电流 无光照时器件的本底电流,由热激发等因素产生
饱和光电流 最大光电流值,当所有激发电子均参与导电时达到稳定
光电导 材料电导率因光照增加的现象,与光电流直接相关

四、数学表达

在光电催化中,光电流密度公式为: $$ J{ph} = J{max} cdot alpha cdot eta{sep} cdot eta{inj} $$ 其中$J{max}$为理论最大电流密度,$alpha$为光吸收率,$eta{sep}$和$eta_{inj}$分别为电荷分离与注入效率。

五、典型应用

  1. 太阳能电池:通过光生伏特效应将光能转化为电能
  2. 光电传感器:利用光电流变化检测光信号强度
  3. 光通信器件:如光电二极管将光信号转换为电信号

更多细节可参考《光电技术基础》(、4、6等来源)中的相关章节。

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