Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng

Câu hỏi: Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng

A. điện trở của một kim loại giảm khi được chiếu sáng

B. điện trở của một chất bán dẫn tăng khi được chiếu sáng

C. điện trở của một chất bán dẫn giảm khi được chiếu sáng

D. truyền dẫn ánh sáng theo các sợi quang uốn cong một cách bất kỳ

Lời giải

Đáp án đúng : C

Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng điện trở của một chất bán dẫn giảm khi được chiếu sáng

Giải thích chi tiết :

Quang dẫn là một hiện tượng quang - điện trong đó vật liệu trở nên dẫn điện hơn do sự hấp thụ bức xạ điện từ như ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia cực tím hoặc bức xạ gamma

Theo hiệu ứng quang điện khi photon được hấp thụ bởi một vật liệu như chất bán dẫn, số lượng electron tự do và lỗ trống điện tử tăng lên, dẫn đến làm tăng tính dẫn điện của nó.

Để gây ra sự kích thích, ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn phải có đủ năng lượng để nâng các electron vượt qua vùng dải khe (band gap), hoặc để kích thích các pha tạp trong vùng khe của dải. Khi có thiên áp phân cực và điện trở tải được đấu nối tiếp vào mạch chứa linh kiện này, có thể đo được sự sụt giảm điện áp trên các điện trở tải khi sự thay đổi độ dẫn điện của vật liệu thay đổi dòng điện qua mạch.

Kiến thức mở rộng

1. Điện trở quang là gì?

Các ví dụ cổ điển về vật liệu quang dẫn là Điện trở quang (Photoresistor) dùng PbS. Ngày nay còn có:

- Polymer dẫn điện như N-Vinylcarbazole, được sử dụng rộng rãi trong photocopy (xerography);

- Chì(II) sunfua, được sử dụng trong các ứng dụng tầm nhiệt hồng ngoại, như trong Sidewinder của Mỹ, và trong tên lửa tầm nhiệt hồng ngoại Vympel K-13 của Liên Xô (nay là Nga);

- Selen, được sử dụng trong truyền hình thời sơ kỳ, và trong xerography.

Khi một linh kiện vật liệu quang dẫn được kết nối như một phần của mạch, nó hoạt động như một điện trở có điện trở phụ thuộc vào cường độ ánh sáng. Trong bối cảnh này, vật liệu này được gọi là điện trở quang, còn gọi là "điện trở phụ thuộc ánh sáng" (photoresistor) hoặc chất quang dẫn. Nhóm linh kiện quang dẫn hoạt động theo hiệu ứng quang điện ở vùng cường độ sáng nhỏ, cao hơn lượng photon cực nhỏ thu nhận ở "Đèn quang điện", và thấp hơn lượng ánh sáng thu nhận ở Pin mặt trời để sản xuất điện năng.

2. Ứng dụng của điện trở quang.

Ứng dụng phổ biến nhất của điện trở quang là bộ tách sóng quang (photodetector), tức là các thiết bị đo cường độ ánh sáng. Điện trở quang không phải là loại duy nhất của bộ tách sóng quang. Các loại khác bao gồm Cảm biến CCD (hay "thiết bị ghép điện tích" CCD, Charge Coupled Device), photodiod và phototransistor, nhưng chúng là những loại phổ biến nhất. Một số ứng dụng của bộ tách sóng quang trong đó các bộ phát quang thường được sử dụng bao gồm đồng hồ đo ánh sáng máy ảnh, đèn đường, radio đồng hồ, máy dò hồng ngoại, hệ thống nanophotonic và các thiết bị cảm biến ảnh cỡ nhỏ.