Hiện tượng quang dẫn là sự kết hợp giữa 2 yếu tố điện và quang, đây là một trong những hiện tượng được ứng dụng phổ biến trong cuộc sống hiện nay. Để tìm hiểu kỹ hơn về hiện tượng điện quang là gì, cũng như ứng dụng thực tế của chúng trong cuộc sống, mời bạn đọc theo dõi ngay bài viết sau đây!
Hiện tượng quang dẫn là gì? Bản chất của hiện tượng này
Khái niệm
Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng vật lý có cả yếu tố điện và quang, hiện tượng này rất thường xuyên xảy ra trong đời sống của chúng ta. Chúng xuất hiện khi một vật liệu có sự thay đổi về khả năng dẫn điện sau khi được hấp thụ bức xạ điện từ bởi các loại tia.
Các loại tia có thể gây ra hiện tượng quang dẫn, chúng bao gồm ánh sáng thông thường mà mắt thường có thể nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia cực tím, bức xạ gamma.
Bản chất
Hiện tượng quang dẫn thực chất là quy trình photon bị một vật liệu có đặc thù của một chất bán dẫn hấp thụ. Quá trình này làm cho số lượng electron tự do, cũng như các lỗ trống điện tử trong vật tư ngày một tăng. Nhờ đó mà khả năng dẫn điện của vật liệu này được cải thiện hơn.
Điều kiện để có thể xảy ra hiện tượng quang dẫn
Hiện tượng quang dẫn sẽ chỉ xảy ra nếu như đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu sau:
- Ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn cần phân phối được năng lượng đủ mạnh để có thể nâng được những electron vượt qua vùng dải khe
- Sự biến đổi về điện áp điện trở tải có thể đo được trong quá trình độ dẫn điện của vật liệu thay đổi, làm cho thông số của dòng điện có các thay đổi.
- Chỉ những vật liệu có tính chất quang dẫn mới được gọi là chất quang dẫn.
Xem thêm: Hiện tượng quang điện trong là gì? Điều kiện xảy ra, ứng dụng
Những khái niệm tương quan đến hiện tượng quang dẫn
Chất quang dẫn
Đây là vật tư có khả năng dẫn điện kém, nhưng nếu được chiếu sáng với tia thích hợp thì sẽ thành vật liệu có khả năng dẫn điện tốt. Hiện nay có rất nhiều chất bán dẫn là chất quang dẫn được ứng dụng nhiều trong điều tra, nghiên cứu và sản xuất các loại polyme dẫn điện như N-Vinylcarbazole dùng trong dịch vụ in ấn – photocopy, chì (II) sunfua ứng dụng ở trong công nghệ tiên tiến tầm nhiệt hồng ngoại trên số ít tên lửa như Sidewinder của Mỹ hay Vympel K-13 của Nga,…
Quang điện trở
Quang điện trở là linh kiện có bản chất là một điện trở làm bằng vật liệu là chất quang dẫn. Cấu tạo của linh kiện này chỉ là một sợi dây được làm bằng chất quang dẫn gắn trên một phần đế không dẫn điện.
Quang điện trở được ứng dụng nhiều bởi khả năng có thể làm thay đổi các trị số rất lớn, có thể từng mức M khi không chiếu sáng và giảm xuống khi được chiếu sáng bằng loại tia phù hợp.
Quang dẫn âm
Đây là hiện tượng tính quang dẫn của vật tư được giảm dần sau một thời hạn tiếp xúc với ánh sáng. Quang dẫn âm không mở ở tổng thể vật tư quang dẫn. Nhưng theo nhiều nghiên cứu thì những vật tư cấu trúc từ silicon vô định hình có sự suy giảm tính quang dẫn khá lớn.
Một số vật tư khác cũng có tính quang dẫn âm có thể kể đến như: Molypden disunfua, graphen, dây nano indi asenua, sắt kẽm kim loại ở dạng hạt nano,…
Xem thêm: Hiện tượng cực quang là gì? Nguyên nhân và đặc điểm
Quang từ
Các nghiên cứu mới nhất đã chỉ ra rằng số ít vật tư quang dẫn có năng lực chiếm hữu trật tự từ tính xác lập. Một trong số những vật tư tiên phong được xác nhận về đặc thù quang từ như: CH3NH3 (Mn : Pb) I3.
Việc phát hiện ra hiện tượng này giúp ứng dụng được sự nóng chảy từ hóa cảm ứng ánh sáng trong việc chế tạo thiết bị quang học và công nghệ tiên tiến tàng trữ tài liệu .
Các ứng dụng của hiện tượng quang dẫn
Pin quang điện
Có thể thấy pin quang điện chính là một trong những ứng dụng lớn nhất đối với hiện tượng quang điện trong đời sống. Bạn có thể xem loại pin này với cái tên quen thuộc hơn là pin sử dụng nguồn năng lượng mặt trời.
Pin này có khả năng giúp biến đổi một phần quang năng hấp thụ được từ ánh sáng mặt trời thành điện năng để dùng trong điện lưới. Phát minh này được đánh gái mang tính cách mạng giúp làm chủ được các nguồn năng lượng sạc. Qua đó giúp bảo vệ môi trường, cũng như đảm bảo sự ổn định nguồn điện năng để sử dụng cho nhu cầu của con người.
Nhưng hiện nay thì pin quang điện chưa thể sử dụng với quy mô đại trà, phổ biến bởi vì hiệu năng chuyển hóa còn khá thấp, chỉ đạt mức xấp xỉ 10 %.
Xem thêm: Hiện tượng quang điện ngoài là gì? Thí nghiệm, ứng dụng
Một số ứng dụng khác
Ngoài pin quang điện, thì hiện tượng quang dẫn còn được ứng dụng vào nhiều ngành nghề dịch vụ với đa dạng các công dụng khác nhau như: những bộ phát quang trong đồng hồ đeo tay đo ánh sáng phát ra từ nguồn sáng, trong bộ tách sóng quang hay thiết bị đo cường độ ánh sáng, những thiết bị cảm ứng ảnh có kích cỡ nhỏ,…
Hy vọng, với những chia sẻ mà chúng tôi mang tới trên đây đã giúp bạn đọc có thể hiểu hơn về hiện tượng quang dẫn, các khái niệm có liên quan, cũng như những ứng dụng của hiện tượng thú vị này ở trong đời sống hàng ngày.
