Учебное пособие по курсам «Фотоэлектрические явления в полупроводниках» и«Фотоэлек­трические явления в полупроводниках и полупроводниковых наноструктурах»

a~\(hv-E^' (1.2)
или




а= agexp


E_g- hv
кТ у



(1.3)

^g
E

где
- ширина запрещенной зоны,
^а - постоянная, зависящая от совершенства структуры кристалла,

лежит в пределах от 1/2 до 3 для различных типов переходов.
В результате фотоактивного поглощения возникает внешний или внутрен­ний фотоэффект. Можно выделить следующие виды внутреннего фотоэффекта: фотопроводимость, фотогальванические эффекты, фотомагнитный эффект (эф­фект Кикоина-Носкова), фотодиэлектрические эффекты, фотоэлектретный эф­фект.
Существуют и другие проявления внутреннего фотоэффекта, поэтому при­веденная классификация сложилась, скорее, исторически и не претендует на полноту. Каждое из перечисленных явлений достаточно многообразно, однако в ряде случаев необходимо изучать сразу несколько видов внутреннего фото­эффекта для понимания процессов, происходящих в полупроводниковом об­разце при освещении или облучении частицами (квантами) больших энергий. В последнем случае законы взаимодействия излучения с веществом (генерация) отличны от рассмотренных выше, однако остальные стадии внутреннего фото-
эффекта аналогичны тем, которые имеют место при световом возбуждении. Это движение и рекомбинация неравновесных носителей заряда.
Часть 1 настоящего учебного пособия посвящена рассмотрению основных черт явления фотопроводимости. Рассмотрим вначале некоторые ранние иссле­дования фототоков в кристаллах.

1. 
   Первичные и вторичные фототоки
   

После открытия фотопроводимости в селене исследования внутреннего фотоэффекта в течение приблизительно пятидесяти лет велись на природных кристаллах.
Проводя фотоэлектрические исследования кристаллов, Гудден и Поль [6] пришли к выводу, что фотопроводимость кристаллов можно характеризовать первичными и вторичными фототоками. Первичный фототок - это такой фото­ток, который пропорционален интенсивности света; возникающий и пропа­дающий без запаздывания; при котором каждому поглощенному кванту соот­ветствует один освобождённый электрон.
Фототоки измерялись с помощью баллистического гальванометра G (рис. 1.2), включенного последовательно с кристаллом К и батареей Б. При необхо­димости измерять очень малые токи гальванометр заменялся электрометром. Интерпретация результатов измерений имела много общего с интерпретацией токов в ионизованных газах (рис. 1.3). Количество Q электричества, зафиксиро­ванное гальванометром, записывалось как

х_ + -Х+