
【電】 infrared photoconductor
infrared; infrared ray
【化】 infrared ray; ultra-red ray
【醫】 infra-red light; infrared; infrared rays; ultra-red; ultra-red rays
【計】 PC
【化】 photoconductor
紅外線光電導體(Infrared Photoconductor)是指對紅外波段電磁輻射敏感的光電導材料,其電導率會隨入射紅外光強度變化而改變。該術語由"紅外線"(波長780 nm-1 mm的不可見電磁波)和"光電導體"(受光激發産生載流子的半導體材料)複合構成,屬于光電子器件領域的基礎元件。
根據美國光學學會定義,這類材料通過本征/非本征光電導效應實現光電轉換:當紅外光子能量大于材料禁帶寬度時,價帶電子被激發至導帶形成自由載流子,從而降低材料電阻值。典型應用包括夜視儀(美國陸軍研究實驗室)、光纖通信探測器(IEEE光子學期刊)和熱成像傳感器(FLIR Systems技術白皮書)。
常見紅外光電導體材料涵蓋:
英國國家物理實驗室的測試數據顯示,現代銻化铟(InSb)紅外光電導體在77K溫度下可實現>10 cm·Hz^{1/2}/W的探測靈敏度,該性能已納入國際光電工程學會(SPIE)的紅外系統設計标準。
紅外線光電導體是一種結合了紅外線特性與光電導效應的功能材料,其核心原理是通過吸收紅外輻射來改變材料的導電性。以下從定義、原理和應用三方面詳細解釋:
1. 紅外線的定義與特性 紅外線是波長介于0.76微米至1000微米之間的電磁波,屬于不可見光。其特點是:
2. 光電導體的工作原理 光電導體(如半導體材料)在吸收電磁輻射(包括紅外線)後,内部電子被激發,導緻載流子數量增加,從而提升導電性。典型應用電路中,通過串聯負載電阻和偏置電壓,可将電導率變化轉化為可測量的電流或電壓信號。
3. 紅外線光電導體的應用 這類材料專為紅外波段優化設計,主要應用于:
公式補充
光電導效應可表示為:
$$
Delta sigma = e (mu_n Delta n + mu_p Delta p)
$$
其中$Delta sigma$為電導率變化量,$e$為電子電荷,$mu_n$和$mu_p$分别為電子和空穴遷移率,$Delta n$和$Delta p$為載流子濃度變化量。
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