Фотопровідність, фоторезистивний ефект, збільшення електропровідності напівпровідника під дією електромагнітного випромінювання. Вперше Ф. спостерігалася в Se У. Смітом (США) в 1873. Зазвичай Ф. обумовлена збільшенням концентрації носіїв струму під дією світла (концентраційна Ф.). Вона виникає в результаті декількох процесів: фотони «виривають» електрони з валентної зони і «закидають» їх в зону провідності ( мал. 1 ), при цьому одночасно зростає число електронів провідності і дірок (власна Ф.); електрони із заповненої зони закидаються на вільні домішкові рівні – зростає число дірок (діркова домішкова Ф.); електрони закидаються з домішкових рівнів в зону провідності (електронна домішкова Ф.). Можливо комбіноване збудження Ф. «власним» і «домішковим» світлом: «власне» збудження в результаті подальших процесів захвату носіїв приводить до заповнення домішкових центрів і, отже, до появи домішкової Ф. (індукована домішкова Ф.). Концентраційна Ф. може виникати лише при збудженні досить короткохвильовим випромінюванням, коли енергія фотонів перевищує або ширину забороненої зони (в разі власної і індукованою Ф.), або відстань між однією із зон і домішковим рівнем (в разі електронної або діркової домішковою Ф.).
В тій або іншій мірі Ф. володіють всі неметалічні тверді тіла. Найбільш вивчена і широко застосовується в техніку Ф. напівпровідників Ge, Si, Se, CDS, Cdse, Insb, Gaas, PBS і ін. Величина концентраційної Ф. пропорційна квантовому виходу h (відношенню числа носіїв, що утворюються, до загального числа поглинених фотонів) і часу життя нерівноважних (надлишкових) носіїв, що збуджуються світлом (фотоносіїв). При освітленні видимим світлом h зазвичай менше 1 із-за «конкуруючих» процесів, що приводять до поглинання світла, але не пов'язаних з освітою фотоносіїв (збудження екситонів, домішкових атомів, коливань кристалічної решітки і ін.). При опроміненні речовини ультрафіолетовим або жорсткішим випромінюванням h > 1, т.к. енергия фотона досить велика, щоб не лише вирвати електрон із заповненої зони, але і повідомити йому кінетичну енергію, достатню для ударної іонізації . Час життя носія (тобто час, який він в середньому проводить у вільному стані) визначається процесами рекомбінації. При прямій (міжзонною) рекомбінації фотоелектрон відразу переходить із зони провідності у валентну зону. В разі рекомбінації через домішкові центри електрон спочатку захоплюється домішковим центром, а потім потрапляє у валентну зону. Залежно від структури матеріалу, мірі його чистоти і температури час життя може мінятися в межах від доль сік до 10 -8 сек.
Залежність Ф. від частоти випромінювання визначається спектром поглинання напівпровідника. У міру збільшення коефіцієнта поглинання Ф. спочатку досягає максимуму, а потім падає. Спад Ф. пояснюється тим, що при великому коефіцієнті поглинання все світло поглинається в поверхневому шарі провідника, де дуже велика швидкість рекомбінації носіїв (поверхнева рекомбінація, мал. 2 ).
Можливі і ін. види Ф., не пов'язані із зміною концентрації вільних носіїв. Так, при поглинанні вільними носіями довгохвильового електромагнітного випромінювання, що не викликає міжзонних переходів і іонізації домішкових центрів, відбувається збільшення енергії («розігрівши») носіїв, що приводить до зміні їх рухливості і, отже, до збільшення електропровідності. Така подвіжностная Ф. убуває при високих частотах і перестає залежати від частоти при низьких частотах. Зміна рухливості під дією випромінювання може бути обумовлене не лише збільшенням енергії носіїв, але і впливом випромінювання на процеси розсіяння електронів кристалічною решіткою.
Вивчення Ф. – один з найбільш ефективних способів дослідження властивостей твердих тіл . Явище Ф. використовується для створення фоторезисторів, чутливих і малоінерційних приймачів випромінювання в дуже широкому діапазоні довжин хвиль – від g-променів до діапазону надвисоких частот .
Літ.: Ривкин С. М., Фотоелектричні явища в напівпровідниках, М., 1963; Стільбанс Л. С., Фізика напівпровідників, М., 1967; див.(дивися) також літ.(літературний) при ст. Напівпровідники .
