半導體的光電導

　　半導體受光照而引起電導率的改變。最早是1873年W.史密斯在硒上發現的。20世紀的前40年內，又先後在氧化亞銅、硫化鉈、硫化鎘等材料中發現，並利用這現象製成幾種可用作光強測量及自動控制的光電管。自40年代開始，由於半導體物理學的發展，先是硫化鉛的，爾後是其他半導體的光電導得到瞭充分研究。並由此發展瞭從紫外、可見到紅外各個波段的輻射探測器。研究這現象也是探索半導體基本性能的重要方法之一。

　　電導率正比於載流子濃度及其遷移率的的乘積。因此凡是能激發出載流子的入射光都能產生光電導。入射光可以使電子從價帶激發到導帶，因而同時增加電子和空穴的濃度；也可以使電子躍遷發生在雜質能級與某一能帶之間，因而隻增加電子濃度或隻增加空穴濃度。前一過程引起的光電導稱為本征光電導，後一過程引起的光電導稱為雜質光電導。不管哪一種光電導，入射光的光子能量都必須等於或大於與該激發過程相應的能隙 ΔE(禁帶寬度或雜質能級到某一能帶限的距離)，也就是光電導有一個最大的響應波長，稱為光電導的長波限λ⁰，若λ⁰以μm計，ΔE 以eV計則λ⁰與ΔE 的關系為

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　　從入射光照射到半導體表面的瞬間開始，能帶中的載流子濃度將不斷增加。但隨著載流子的增加，復合的機會也增多，經過一段時間後，就會達到載流子因光激發而增加的速率與因復合而消失的速率相等的穩定狀態。這時能帶中的載流子濃度減去光照之前原有的載流子濃度就得到光生載流子濃度。到達這一穩定狀態所需的時間就叫做光電導的弛豫時間，或響應時間。

　　用適當的電子線路可以測量光生載流子所輸出的電流，這個電流稱為光電流。入射光的單位功率所產生的光電流，稱為光電導的響應率。它代表樣品的光電導過程的效率，與材料的基本參量，如載流子遷移率和壽命、樣品的尺寸以及入射光的波長等有關。

　　除掉載流子濃度增加可產生光電導外，由於光照引起載流子遷移率的改變也會產生光電導。有人稱這類光電導為第二類光電導，以區別於上述載流子濃度增加的第一類光電導。InSb單晶在深低溫的第二類光電導已被用來制作遠紅外探測器。