φωτοαγωγιμότητα

Το φαινόμενο της φ. συνίσταται στη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος σε μη αγώγιμα υλικά (ημιαγωγοί), όταν αυτά προσβάλλονται από ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες είτε του ορατού φάσματος είτε του υπέρυθρου και του υπεριώδους, των ακτίνων X και των ακτίνων γ. Όταν τα φωτόνια, τα οποία αποτελούν την ακτινοβολία, προσβάλλουν το φωτοαγώγιμο υλικό, η ενέργεια με την οποία αυτά είναι εφοδιασμένα παραχωρείται στα ηλεκτρόνια που είναι συνδεδεμένα με τα άτομα του κρυστάλλου και τα καθιστά ελεύθερα, ώστε να μπορούν να κυκλοφορήσουν μέσα στο υλικό, χωρίς όμως και να αποσπαστούν από αυτό (δεν έχουμε δηλαδή φωτοηλεκτρονική εκπομπή). Σε ένα φωτοαγώγιμο υλικό που φωτίζεται, βρίσκονται επομένως ελεύθερα ηλεκτρόνια τα οποία, αν υπόκεινται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, δίνουν αρχή σε ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Έχουμε κατά συνέπεια μια μεταβολή της ηλεκτρικής αντίστασης του υλικού, το οποίο, εξαιτίας της ακτινοβολίας που προσπίπτει, από μονωτής μετατρέπεται σε αγωγό, παράγοντας το φαινόμενο της φ. αυτό καθεαυτό. Το φαινόμενο αυτό λέγεται ακόμα και εσωτερικό φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, για να διακρίνεται από το κυρίως λεγόμενο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, που εκδηλώνεται με τη φωτοηλεκτρονική εκπομπή. Σε μερικές περιπτώσεις, με τον κατάλληλο συνδυασμό διαφορετικών υλικών (π.χ. πυρίτιο - αρσενικό με πυρίτιο - βόριο), η διαφορά δυναμικού που απαιτείται για τη διέλευση του ρεύματος, παράγεται άμεσα χωρίς εξωτερικές πηγές (στήλες, μπαταρίες κλπ.), με τον φωτισμό στην ένωση των ημιαγωγών. Μιλάμε τότε περί φωτοβολταϊκού φαινομένου. Το φαινόμενο της φ. εκμεταλλευόμαστε εκτεταμένα για τις κατασκευές φωτοαντιστάσεων, φωτοστοιχείων και φωτοτρανζίστορ. Η σημασία των φωτοαντιστάσεων έγκειται στο γεγονός ότι η ηλεκτρική τους αντίσταση μεταβάλλεται αντιστρόφως ανάλογα με την ένταση του φωτισμού που δέχονται, με αποτέλεσμα να μεταβάλλεται η ένταση του ρεύματος ενός κυκλώματος, το οποίο αποτελείται βασικά από μια φωτοαντίσταση και από μια ηλεκτρική πηγή. Οι φωτοαντιστάσεις συνίστανται συνήθως από σουλφίδια του καδμίου που παρουσιάζουν μια υψηλή ευαισθησία στο ορατό φάσμα, και από σουλφίδια του αντιμονίου, λιγότερο ευαίσθητα από τα πρώτα, αλλά που, αντιθέτως με αυτά, ανταποκρίνονται ταχύτερα στις μεταβολές της φωτεινής έντασης. Για το υπέρυθρο χρησιμοποιούνται τα σουλφίδια του μολύβδου και τα σεληνίδια του μολύβδου. Τα φωτοστοιχεία (ή φωτοβολταϊκά ή φωτοηλεκτρικά στοιχεία) αποτελούνται συνήθως από ενώσεις πυριτίου-βοριοπυριτίου, χαλκού-οξειδίου του χαλκού και σεληνίου-σιδήρου. Αυτά έχουν την ιδιότητα να παράγουν ηλεκτρική τάση, όταν φωτίζονται, και χρησιμοποιούνται πολύ ως φωτόμετρα και σε συστοιχίες (φωτοηλεκτρικές στήλες), ως ηλεκτρικές μπαταρίες για την τροφοδότηση των ηλεκτρονικών συσκευών των τεχνητών δορυφόρων και διαστημοπλοίων. Τα φωτοτρανζίστορ, τέλος, εκτός από την ευαισθησία τους στο φως, έχουν και την ιδιότητα να ενισχύουν ταυτόχρονα το αρχικό φωτοηλεκτρικό ρεύμα.

* * *

η, Ν

φυσ. αύξηση τής ηλεκτρικής αγωγιμότητας ενός ημιαγωγού ως αποτέλεσμα τής έκθεσής του σε μια ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως είναι το φως.

[ΕΤΥΜΟΛ. Νόθο αντιδάνειο σύνθ., πρβλ. αγγλ. photoconductivity < photo- (< φωτ[ο]-*) + conductivity «αγωγιμότητα»].