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Corriente fotoeléctrica

La fotocorriente es la corriente eléctrica que pasa a través de un dispositivo fotosensible , como un fotodiodo , como resultado de la exposición a una energía radiante . La fotocorriente puede producirse como resultado del efecto fotoeléctrico , fotoemisivo o fotovoltaico . La fotocorriente puede mejorarse mediante la ganancia interna causada por la interacción entre iones y fotones bajo la influencia de campos aplicados, como ocurre en un fotodiodo de avalancha (APD).

Cuando se utiliza una radiación adecuada, la corriente fotoeléctrica es directamente proporcional a la intensidad de la radiación y aumenta con el aumento del potencial de aceleración hasta que se alcanza el punto en el que la fotocorriente se vuelve máxima y no aumenta con un mayor aumento del potencial de aceleración. El valor más alto (máximo) de la fotocorriente se denomina corriente de saturación . El valor del potencial de retardo en el que la fotocorriente se vuelve cero se denomina voltaje de corte o potencial de detención para la frecuencia dada del rayo incidente.

Fotovoltaica

La generación de una fotocorriente constituye la base de la célula fotovoltaica .

Espectroscopia de fotocorriente

Una técnica de caracterización llamada espectroscopia de fotocorriente ( PCS ), también conocida como espectroscopia de fotoconductividad , se utiliza ampliamente para estudiar las propiedades optoelectrónicas de semiconductores y otros materiales que absorben la luz. [1] La configuración de la técnica implica tener un semiconductor en contacto con electrodos que permiten la aplicación de una polarización eléctrica, mientras que al mismo tiempo una fuente de luz sintonizable incide con una longitud de onda (energía) y potencia específicas dadas, generalmente pulsada por un cortador mecánico. [2] [3]

La cantidad medida es la respuesta eléctrica del circuito, acoplada con el espectrógrafo obtenido al variar la energía de la luz incidente mediante un monocromador . El circuito y la óptica están acoplados mediante el uso de un amplificador lock-in . Las mediciones brindan información relacionada con la brecha de banda del semiconductor, lo que permite la identificación de varias transiciones de carga como energías de excitones y triones . Esto es muy relevante para estudiar nanoestructuras de semiconductores como pozos cuánticos, [4] y otros nanomateriales como monocapas de dicalcogenuros de metales de transición . [5]

Además, al utilizar una platina piezoeléctrica para variar la posición lateral del semiconductor con precisión micrométrica, se puede generar una imagen micrográfica en falso color de los espectros para diferentes posiciones. Esto se denomina microscopía de fotocorriente de barrido ( SPCM ). [6]

Véase también

Referencias

  1. ^ "Definición de RSC: espectroscopia de fotocorriente". RSC . Consultado el 19 de julio de 2020 .
  2. ^ Lu, Wei; Fu, Ying (2018). "Espectroscopia de fotocorriente". Espectroscopia de semiconductores . Springer Series in Optical Sciences. Vol. 215. págs. 185–205. doi :10.1007/978-3-319-94953-6_6. ISBN 978-3-319-94952-9. ISSN  0342-4111.
  3. ^ Lamberti, Carlo; Agostini, Giovanni (2013). "15.3 - Espectroscopia de fotocorriente". Caracterización de heteroestructuras y nanoestructuras de semiconductores (2.ª ed.). Italia: Elsevier. págs. 652-655. doi :10.1016/B978-0-444-59551-5.00001-7. ISBN . 978-0-444-59551-5.
  4. ^ ODD Couto; J. Puebla; EA Chekhovich; IJ Luxmoore; CJ Elliott; N. Babazadeh; MS Skolnick; AI Tartakovskii; AB Krysa (2011). "Control de carga en puntos cuánticos simples InP/(Ga,In)P embebidos en diodos Schottky". Phys. Rev. B . 84 (12): 7. arXiv : 1107.2522 . Código Bibliográfico :2011PhRvB..84d5306P. doi :10.1103/PhysRevB.84.125301. S2CID  119215237.
  5. ^ Mak, Kin Fai; Lee, Changgu; Hone, James; Shan, Jie; Heinz, Tony F. (2010). "MoS2 atómicamente delgado: un nuevo semiconductor de espacio directo". Physical Review Letters . 105 (13): 136805. arXiv : 1004.0546 . Código Bibliográfico :2010PhRvL.105m6805M. doi :10.1103/PhysRevLett.105.136805. ISSN  0031-9007. PMID  21230799. S2CID  40589037.
  6. ^ Graham, Rion; Yu, Dong (2013). "Microscopía de fotocorriente de barrido en nanoestructuras de semiconductores". Modern Physics Letters B . 27 (25): 1330018. Bibcode :2013MPLB...2730018G. doi :10.1142/S0217984913300184. ISSN  0217-9849.