Quang dẫn là một hiện tượng kết hợp bởi hai yếu tố điện và quang được ứng dụng nhiều trong đời sống của chúng ta. Vậy bạn đã hiểu về hiện tượng quang dẫn này chưa, hãy tìm hiểu trong bài viết dưới đây của chúng tôi nhé!
Contents
Hiện tượng quang dẫn là gì?
Quang dẫn là một hiện tượng vật lý có yếu tố điện và quang thường xuyên xảy ra trong đời sống của chúng ta. Hiện tượng này xảy ra khi một vật liệu có sự thay đổi về khả năng dẫn điện sau khi hấp thụ bức xạ điện từ đến từ các loại tia. Các loại tia có thể gây ra hiện tượng quang dẫn bao gồm ánh sáng thông thường ta có thể nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia cực tím và bức xạ gamma.
Bản chất của hiện tượng quang dẫn
Hiện tượng quang dẫn có bản chất là quá trình photon bị một bật liệu có tính chất của một chất bán dẫn hấp thụ. Quá trình này khiến số lượng electron tự do và các lỗ trống điện tử trong vật liệu gia tăng. Từ đó, khả năng dẫn điện của vật liệu này được cải thiện.
Yêu cầu để xảy ra hiện tượng quang dẫn
Hiện tượng quang dẫn chỉ xảy ra khi đáp ứng đầy đủ các yêu cầu sau:
- Ánh sáng chiều vào chất bán dẫn phải cung cấp được nặng lượng đủ mạnh để có thể nâng các electron vượt qua vùng dải khe
- Sự biến đổi về điện áp trên các điện trở tải có thể đo được trong quá trình độ dẫn điện của vật liệu thay đổi khiến các thông số của dòng điện thay đổi.
- Chỉ có vật liệu có tính chất quang dẫn được gọi là các chất quang dẫn
Một số khái niệm liên quan tới hiện tượng quang dẫn
Chất quang dẫn
Chất quang dẫn là những vật liệu có tính chất dẫn điện kém nhưng khi được chiếu sáng với tia thích hợp sẽ trở thành chất dẫn điện tốt.
Hiện nay có rất nhiều chất bán dẫn cũng là chất quang dẫn được ứng dụng nhiều trong nghiên cứu và sản xuất như các loại polyme dẫn điện như N-Vinylcarbazole được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực in ấn – photocopy, chì (II) sunfua được sử dụng trong công nghệ tầm nhiệt hồng ngoại trong một số loại tên lửa hiện đại hiện nay như Sidewinder của Mỹ hay Vympel K-13 của Nga, ….
Quang điện trở
Quan điện trở là một loại linh kiện có bản chất là một điện trở được làm bằng vật liệu là chất quang dẫn. Cấu tạo cơ bản của linh kiện này là một sợi dây được làm bằng chất quang dẫn được gắn trên một phần đế không dẫn điện.
Quang điện trở được ứng dụng khá nhiều hiện nay nhờ khả năng thay đổi trị số rất lớn, có thể từng mức M khi không chiếu sáng và giảm chỉ còn vài sau khi được chiếu sáng bằng loại tia thích hợp.
Quang dẫn âm
Quang dẫn âm là hiện tượng tính quang dẫn của vật liệu giảm dần sau một thời gian tiếp xúc với ánh sáng. Quang dẫn âm không xuất hiện ở tất cả các vật liệu quang dẫn.
Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy các vật liệu cấu tạo từ silicon vô định hình có sự suy giảm tính quang dẫn khá lớn. Một số vật liệu khác cũng có tính quang dẫn âm được ghi nhận tới thời điểm hiện nay có thể kể tới như Molypden disunfua, graphen, dây nano indi asenua và các kim loại ở dạng hạt nano…
Quang từ
Các nghiên cứu được công bố năm 2016 cho thấy một số vật liệu quang dẫn có khả năng sở hữu một trật tự từ tính xác định. Một trong những vật liệu đầu tiên được xác nhận về tính chất quang từ là CH3NH3(Mn:Pb)I3. Việc phát hiện ra hiện tượng này, chúng ta có thể ứng dụng được sự nóng chảy từ hóa cảm ứng ánh sáng trong việc chế tạo các thiết bị quang học cũng như công nghệ lưu trữ dữ liệu.
Hiện tượng quang điện là gì & được ứng dụng ra sao trong đời sống?
Nhiệt năng là gì? Định nghĩa, tính chất và công thức tính
Ứng dụng của hiện tượng quang dẫn
Pin quang điện
Pin quang điện là một trong những ứng dụng lớn nhất của hiện tượng quang điện trong đời sống hàng ngày. Bạn có thể biến tới loại pin này thông qua cái tên quen thuộc hơn chính là pin năng lượng mặt trời.
Loại pin này có khả năng biến đổi một phần quang năng hấp thụ được từ ánh sáng mặt trời và biến nó thành điện năng có thể sử dụng trong điện lưới. Đây là một phát minh được đánh giá là mang tính cách mạng để làm chủ được các nguồn năng lượng sạch giúp bảo vệ môi trường và ổn định nguồn điện năng sử dụng của con người.
Tuy nhiên, hiện nay pin quang điện chưa thể sử dụng với quy mô đại trà được do hiệu năng chuyển hóa còn tương đối thấp, chỉ đạt mức trên dưới 10%.
Một số ứng dụng khác
Ngoài pin quang điện, hiện tượng quang dẫn còn được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực với các tác dụng khác nhau như trong bộ tách sóng quang hay thiết bị đo cường độ ánh sáng, các bộ phát quang trong đồng hồ đo ánh sáng phát ra từ nguồn sáng, các thiết bị cảm biến ảnh có kích cỡ nhỏ,…
Hy vọng bài viết trên đây của chúng tôi đã giúp bạn hiểu hơn về hiện tượng quang dẫn, một số khái niệm liên quan cùng ứng dụng của hiện tượng thú vị này trong đời sống hàng ngày. Nếu bạn muốn đọc thêm những bài viết có chủ đề tương tự, đừng quên thường xuyên truy cập website Kiến thức máy móc để không bỏ lỡ những bài viết mới nhất của chúng tôi nhé!
