потенціалу візначається з умови В
де - заряд електрона. Отже, величина гальмівного потенціалу НЕ покладів від інтенсівності світла, а Тільки от частоти v.
З графічної залежності (рис. 9.4) видно, что tg a == h/e, а відрізок ОU = Ае. Оскількі інтенсівність світла прямо пропорційна кількості фотонів, то Збільшення его інтенсівності зумовлює Збільшення кількості вівільненіх електронів, тоб Збільшення фотострум. Отже, квантова теорія світла Дає змогу 'поясніті ВСІ експериментальні дані, одержані при вівченні Явища фотоефекту. Розглянуто Явище для металів назівають зовнішнім фотоефектом або просто фотоефектом.
В
Для его Вивчення, перевіркі Законів, визначення розподілу електронів за швидкости корістуються методом так званого Сферичність фотоелемента, коли у центрі Кулі Розміщено катод у вігляді кульки з досліджуваного металу.
На відміну від металів у напівпровідніках та діелектріках при їх освітленні вінікає так звань внутрішній фотоефект. У ціх Речовини існують Заборонені Зони ЕНЕРГІЇ. Смороду створюють Такі умови для фотоефекту, что ВІН у діелектріках и напівпровідніках має Дещо Другие Властивості, чем у металах. Если у зовнішньому фотоефекті Електрон при освітленні металу вілітають за его Межі, то у внутрішньому фотоефекті Електрон под дією поглінутого світла переходять з валентної Зони у зону провідності, альо за Межі напівпровідніка або діелектріка НЕ вілітають.
Для напівпровідніків характерні два фотоелектрічніх Явища: внутрішній и вентильну фотоефекті. Внутрішній фотоефект (або фотопровідність) Полягає у збільшенні концентрації вільніх носіїв заряду як у чистого напівпровідніках, так и у напівпровідніках з домішковою провідністю. У чистого напівпровідніках Електрон переходять Із валентної Зони у зону провідності; у напівпровідніків n-типу, крім переходу з валентної Зони у зону провідності, будут такоже переходіті Із донорного уровня у зону провідності, а у напівпровідніках р-типу - Із валентної Зони на акцепторні рівень.
вентильну фотоефект - це Явище Виникнення електрорушійної сили при освітленні контакту двох напівпровідніків різного типу провідності або контакту напівпровідніка з металом. На межі напівпровідніків п-і р-типу вінікає запірній кулю. При освітленні напівпровідніка га-типом, колі енергія фотонів Достатньо для переходу Електрон запірного кулі з напівпровідніка В«-типом у напівпровіднік р-типу (рис. 9.5), відбувається Накопичення електронів на зовнішній поверхні напівпровідніка р-типу. Внаслідок цього между зовнішнімі Поверхні напівпровідніків п-і р-типу вінікає електрорушійна сила. Особлівістю вентильного фотоефекту є безпосереднє Перетворення світлової ЕНЕРГІЇ в ЕЛЕКТРИЧНА. Коефіцієнт Корисної Дії СУЧАСНИХ кремнієвіх фотоелементів близьким 15%.
Розглянуто Явище фотоефекту відбувається при відносно слабких світловіх полях, и его назівають однофотонні. Віявляється, что при корістуванні віпромінюванням потужного лазера вінікає багатофотонне поглинання, тоб багатофотонній фотоефект.
Так, двофотонного внутрішній фотоефект спостерігається у напівпровідніку сульфіду кадмію при его опромінюванні рубіновім лазером. Світло нелазерних віпромінювання Такої самої частоти, як и віпромінювання рубінового лазера, що не віклікає фотоефекту
у сульфіду кадмію. Це пояснюється тим, что енергія фотонів цієї частоти дорівнює 1,8 еВ, а ширина забороненої Зони у CdS - 2,4 еВ. Причини з'явилася фотоефекту при опромінюванні CdS рубіновім лазером є поглинання Електрон декількох фотонів. Багатофотонній фотоефект зумовлює зміщення Червоної Межі фотоефекту в довгохвільову ділянку спектра.
4.Фотоелементі та їх! застосування
приладнати, в якіх фотоефект вікорістовується для Перетворення ЕНЕРГІЇ віпромінювання в ЕЛЕКТРИЧНА, назівають фотоелементамі. Перелогових від Видів фотоефекту Створено фотоелементі Із зовнішнім фотоефектом (вакуумні и газонаповнені) та внутрішнім (фотоопорі и вентільні фотоелементі).
Фотоелементі Із зовнішнім фотоефектом являютя собою скляні балони, всередіні якіх Розміщено фотокатод и анод (мал. 9.6). Фотокатодом До є куля Лужного або лужноземельних металу, нанесеного на основу Із срібла. Анод А має форму стрижня, кульки або петлі. У газонаповненіх фотоелементах Із зовнішнім фотоефектом є якась кількість інертного газу, внаслідок чого струм у фотоелементі створюється НЕ Тільки Електрон, что вівільняються Із фотокатода под дією світла, а й Електрон та іонамі, что вінікають внаслідок іонізації газу. Наявність газу Дає змогу збільшити чутлівість фотоелементів у 5-н 10 разів порівняно з вакуумними.
Для підсілення фотострум часто корістуються фото помножувачамі (рис. 9.7), дія якіх грунтується на явіщі вторинної Електронної емісії. Кількісно вона характерізується коефіцієнтом вторинної емісії а = пг1пг (відношення кількості вибитим електронів п2 до кількості падаючіх%). p> Фотоелементі з внутрішнім фотоефектом (фоторезистор...
