- Chế độ quang thế:
2.3.Cảm biến quang điện phát xạ 1 Hiệu ứng quang điện phát xạ
c) Sơ đồ dùng phototranzito
2.3.Cảm biến quang điện phát xạ 1 Hiệu ứng quang điện phát xạ
2.3.1. Hiệu ứng quang điện phát xạ
Hiệu ứng quang điện phát xạ hay còn đ−ợc gọi là hiệu ứng quang điện ngoài là hiện t−ợng các điện tử đ−ợc giải phóng khỏi bề mặt vật liệu tạo thành dòng khi chiếu vào chúng một bức xạ ánh sáng có b−ớc sóng nhỏ hơn một ng−ỡng nhất định và có thể thu lại nhờ tác dụng của điện tr−ờng.
Cơ chế phát xạ điện tử khi chiếu sáng vật liệu xẩy ra theo ba giai đoạn: - Hấp thụ photon và giải phóng điện tử bên trong vật liệu.
- Điện tử vừa đ−ợc giải phóng di chuyển đến bề mặt. - Điện tử thoát khỏi bề mặt vật liệu.
Khi một điện tử hấp thụ photon và đ−ợc giải phóng, di chuyển của nó trong khối vật liệu mang tính ngẫu nhiên theo mọi h−ớng, do đó chỉ một l−ợng rất nhỏ h−ớng tới bề mặt. Mặt khác, trong quá trình di chuyển, các điện tử này có thể va chạm với các điện tử khác và mất đi một phần năng l−ợng do đó chỉ một l−ợng nhỏ điện tử đ−ợc giải phóng tới đ−ợc bề mặt. Mặt khác, sự phát xạ của các điện tử sau khi đã đến đ−ợc bề mặt chỉ có thể xẩy ra khi động năng của nó đủ thắng đ−ợc hàng rào thế phân cách vật liệu với môi tr−ờng.
Với tất cả những điều kiện trên, số điện tử phát xạ trung bình khi một photon bị hấp thụ (hiệu suất l−ợng tử ) th−ờng nhỏ hơn 10% và ít khi v−ợt quá 30%.
Vật liệu chế tạo: Phụ thuộc vào b−ớc sóng ánh sáng, vật liệu chế tạo photocatot có thể chọn trong các loại sau:
- AgOCs nhạy ở vùng hồng ngoại.
- Cs3Sb, (Cs)Na2KSb và K2CsSb: nhạy với ánh sáng nhìn thấy và vùng tử ngoại. - Cs2Te, Rb2Te và CsTe chỉ nhạy trong vùng tử ngoại.
Hiệu suất l−ợng tử của các vật liệu trên ~ 1 - 30%.
Ngoài ra còn dùng các hợp chất của các chất thuộc nhóm III - V, đó là các hợp chất GaAsxSb1-x , Ga1-xInxAs, InAsxP1-x, ng−ỡng nhạy sáng của chúng nằm ở vùng hồng ngoại (λ ~1àm), hiệu suất l−ợng tử đạt tới 30%.