Kürzlich habe ich etwas über die Bandtheorie von Festkörpern gelesen. Die Energiedifferenz zwischen Valenzband und Leitungsband bestimmt die Leitfähigkeitseigenschaft von Festkörpern.
Angenommen, ich nehme einen Isolator und beleuchte ihn mit Licht, dessen Energie größer ist als die Energiedifferenz zwischen Valenz- und Leitungsband. Werden die Elektronen in diesem Fall in das Leitungsband eintreten und anfangen, Elektrizität zu leiten?
Ja. Ob das Ergebnis ein guter Leiter ist, hängt davon ab, wie lokalisiert Elektronen und Löcher in den jeweiligen Bändern sind (oder phänomenologisch umgekehrt: von ihrer Beweglichkeit). Ihre Rekombinationszeiten begrenzen, wie lange Ihnen sogar nur zwei Ladungsträger zur Leitung zur Verfügung stehen. Dies macht eine solche Leitung tendenziell sehr energieineffizient, da Sie ein oder sogar viele Elektronenvolt Photonenenergie verwenden müssen, um nur ein Paar kurzlebiger Ladungsträger zu erzeugen. Bei Metallen erhalten Sie ab der Bestellmenge von Avogadro zahlreiche leitfähige Ladungsträger gratis dazu!
Wie in den Kommentaren erwähnt, ist das Ergebnis ein Fotoleiter. In einem Halbleiter ist es denkbar, dies mit einer Diode zu kombinieren, dann hat man eine Fotodiode, auch Solarzelle genannt. Es kann verwendet werden, um Ihre Photonen in nutzbare elektrische Energie umzuwandeln, indem die Ladungen getrennt werden (Sie können es jedoch auch mit einer angelegten Sperrvorspannung verwenden, um es in einen besseren Photonendetektor zu verwandeln).
Ich denke, Selen war so etwas, das für altmodische Fotokopierer verwendet wurde. Der Zylinder wurde elektrostatisch aufgeladen und dann dem Bild des zu kopierenden Papiers ausgesetzt. Die dem Licht ausgesetzten Bereiche wurden leitfähig und verloren ihre Ladung. Der Toner hatte die entgegengesetzte Ladung und würde an den schwarzen Bereichen haften bleiben. Dies würde dann auf ein neues Blatt Papier gelegt, um eine Kopie anzufertigen. Genial!
Achmeteli
John Rennie