Направление света (определенной частоты) на изолятор, чтобы превратить его в проводник

Недавно я прочитал о зонной теории твердых тел. Разность энергий между валентной зоной и зоной проводимости определяет проводящие свойства твердых тел.

Предположим, я беру изолятор и освещаю его светом, энергия которого больше разности энергий между валентной зоной и зоной проводимости. В этом случае электроны войдут в зону проводимости и начнут проводить электричество?

Это не моя область, и я не могу говорить достаточно авторитетно, чтобы заслужить ответ. Однако быстрый Google подсказывает, что существует множество примеров изоляторов, демонстрирующих фотопроводимость при освещении светом достаточно высокой энергии.

Ответы (2)

Да. Будет ли в результате получен хороший проводник, зависит от того, насколько локализованы электроны и дырки в соответствующих зонах (или, говоря феноменологически, наоборот: от их подвижности). Их время рекомбинации ограничивает то, как долго у вас будет даже два носителя заряда, доступных для проводимости. Это делает такую ​​проводимость очень энергонеэффективной, потому что вам нужно использовать один или даже много электронвольт фотонной энергии, чтобы создать всего одну пару короткоживущих носителей заряда. В металлах вы получаете количество проводящих носителей заряда порядка Авогадро бесплатно!

Как указано в комментариях, результатом является фотокондуктор. В полупроводнике его можно комбинировать с диодом, и в этом случае у вас есть фотодиод, также известный как солнечный элемент. Его можно использовать для преобразования ваших фотонов в полезную электрическую энергию путем разделения зарядов (но вы также можете использовать его с обратным напряжением смещения, чтобы превратить его в лучший детектор фотонов).

Я думаю, что селен использовался для старомодных копировальных аппаратов. Цилиндр заряжали электростатически, а затем подвергали воздействию копируемой бумаги. Области, подвергшиеся воздействию света, стали проводящими и потеряли свой заряд. Тонер имел противоположный заряд и прилипал к черным областям. Затем это будет помещено на новый лист бумаги, чтобы сделать копию. Гениально!