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光電導性英文解釋翻譯、光電導性的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【化】 photoconductivity

分詞翻譯:

光電導的英語翻譯:

photoconduction

專業解析

光電導性(Photoconductivity)指某些材料在受到光照時電導率顯著增加的現象。當光子的能量大于材料的禁帶寬度時,會激發價帶中的電子躍遷至導帶,産生自由電子和空穴,從而增強材料的導電能力。這一效應廣泛應用于光敏電阻、光電探測器、成像傳感器等領域。

核心機制與特性

  1. 光生載流子

    半導體材料吸收光子後,電子從價帶躍遷至導帶(本征激發),形成電子-空穴對。非本征激發則通過雜質能級産生載流子。載流子濃度隨光照強度增加而升高,導緻電導率上升,其關系可表示為:

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

    其中 (Deltasigma) 為電導率變化量,(mu_n)、(mu_p) 分别為電子和空穴遷移率,(Delta n)、(Delta p) 為載流子濃度變化量。

  2. 響應速度與靈敏度

    光電導響應時間受載流子壽命限制,通常在微秒至毫秒量級。硫化物(如CdS)等材料因高增益特性適用于弱光檢測,而矽、鍺等響應更快但增益較低。

  3. 光譜響應範圍

    材料的光電導性與其禁帶寬度((E_g))直接相關。例如,CdS的 (E_g approx 2.4 text{eV})(對應綠光),InSb的 (E_g approx 0.17 text{eV})(對應紅外光),需根據應用需求選擇材料。

典型應用場景

引用來源:

光電導性機制部分參考了固體物理學教材《Solid State Physics》(鍊接未提供)及期刊 Journal of Applied Physics 關于載流子動力學的綜述(鍊接未提供)。應用案例依據IEEE電子器件協會的技術報告(鍊接未提供)。

網絡擴展解釋

光電導性是指材料在光照條件下電導率發生改變的現象。這一特性主要存在于半導體材料中,其本質是光激發導緻載流子濃度增加,從而降低材料電阻。以下是詳細解釋:

  1. 物理機制
    當入射光子的能量($E = h u$)大于或等于材料的禁帶寬度($E_g$)時,價帶電子被激發到導帶,形成自由電子和空穴對,稱為本征光電導。若光子能量僅能激發雜質能級中的載流子(如施主或受主能級),則産生雜質光電導,其響應波長更長但效率較低。

  2. 關鍵參數

    • 長波限:光電導效應的最大響應波長由公式
      $$ lambda_c = frac{hc}{E_g} $$
      決定,其中$h$為普朗克常數,$c$為光速,$E_g$為禁帶寬度。
    • 電導率變化與載流子濃度和遷移率乘積成正比,即$sigma = e(nmu_n + pmu_p)$,其中$n$和$p$分别為電子和空穴濃度,$mu$為遷移率。
  3. 應用與限制
    光電導效應是光敏電阻、光電探測器等器件的核心原理。但需注意,并非所有材料均具備顯著光電導性,通常需選擇禁帶寬度與入射光能量匹配的半導體(如硒、硫化镉等)。

通過結合本征與雜質光電導特性,可設計出適應不同光譜範圍的光電器件,例如紅外傳感器或可見光探測器。

分類

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