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光電導效應英文解釋翻譯、光電導效應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【化】 photoconductive effect

分詞翻譯:

光電導的英語翻譯:

photoconduction

效應的英語翻譯:

effect
【醫】 effect

專業解析

光電導效應(Photoconductivity Effect)指某些半導體或絕緣材料在受到光照時,其電導率顯著增加的現象。該效應源于光子能量激發材料中的電子從價帶躍遷至導帶,産生額外的自由電子-空穴對(即光生載流子),從而增強材料的導電能力。

一、核心機制

  1. 光子激發過程

    當入射光子能量((h u))大于材料的禁帶寬度((E_g))時,價帶電子吸收光子能量躍遷至導帶,形成電子-空穴對。其量子效率((eta))可表示為:

    $$ eta = frac{text{光生載流子數}}{text{入射光子數}} $$ 此過程直接提升載流子濃度((Delta n, Delta p)),導緻電導率((sigma))升高:

    $$ sigma = e(mu_n Delta n + mu_p Delta p) $$

    其中(mu_n)、(mu_p)分别為電子和空穴遷移率。

  2. 響應特性

    • 光譜響應:電導率變化與入射光波長相關,峰值通常位于材料吸收邊附近。
    • 時間響應:載流子生成與複合動力學決定響應速度,響應時間((tau))與載流子壽命正相關。

二、關鍵參數

  1. 光電導增益(G)

    表征單位光子産生的有效載流子數,表達式為:

    $$ G = frac{tau mu V}{L} $$

    其中(tau)為載流子壽命,(mu)為遷移率,(V)為外加電壓,(L)為電極間距。

  2. 暗電導與亮電導比

    暗态電導率((sigma_d))與光照下電導率((sigma_l))的比值是器件靈敏度的重要指标。

三、典型應用

  1. 光探測器:如硫化镉(CdS)光敏電阻,利用電導率變化實現光信號檢測。
  2. 成像傳感器:CCD/CMOS圖像傳感器依賴矽的光電導特性實現光電轉換。
  3. 光伏器件:為太陽能電池中光生載流子分離提供基礎物理機制。

四、權威參考文獻

  1. MIT OpenCourseWare. Photoconductivity in Semiconductors 鍊接
  2. Purdue University. Fundamentals of Photoconductive Detectors 鍊接
  3. 清華大學電子工程系. 半導體光電子學 鍊接

(注:以上鍊接為相關課程主頁,具體内容需查閱課程資料)

網絡擴展解釋

光電導效應是半導體材料在光照下電導率發生變化的現象,屬于内光電效應的一種。其核心機制是材料吸收光子能量後,激發電子從價帶躍遷到導帶,産生電子-空穴對,從而增加載流子濃度,降低電阻。以下是詳細解釋:

  1. 基本定義
    當光子能量≥半導體禁帶寬度時,電子獲得足夠能量脫離束縛,形成自由電子和空穴。載流子濃度增加直接導緻材料電導率提升,這種現象被稱為光電導效應。

  2. 物理過程

    • 光子吸收:材料吸收光子能量,滿足$E{光子} geq E{禁帶}$時發生躍遷。
    • 載流子生成:産生電子-空穴對,導電能力增強。
    • 電導變化:電導率與光照強度呈正相關,光照越強,電阻越小。
  3. 分類
    可分為本征與非本征效應:

    • 本征型:光子直接激發電子跨越禁帶(主要讨論類型)。
    • 非本征型:光子激發雜質能級中的載流子(需摻雜特定元素)。
  4. 應用領域
    該效應廣泛應用于光敏電阻、光電探測器等器件,通過光信號轉換為電信號實現傳感功能。

需注意與“光生伏特效應”的區别:前者僅改變電導率,後者則直接産生電壓(如太陽能電池原理)。

分類

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