光电导体本质上无增益
介观与纳米尺度物理
2018-09-12 v2
摘要
在过去50年中，光电导体量子效率的高增益常被一个广为接受的理论解释，该理论中光增益正比于少数载流子寿命，反比于载流子穿过光电导体的渡越时间。它偶尔误导科学家相信，仅通过缩短器件长度即可制成高速高增益光电探测器。该理论基于光生过剩载流子分布空间均匀的假设推导。在本快报中，我们发现由于两个金属电极处的金属-半导体边界引起载流子限制，这一假设对光电导半导体不成立。通过求解连续性方程并进行数值模拟，我们得出结论：无论渡越时间多短、少数载流子寿命多长，光电导体本质上无增益或至少无高增益。实验中观察到的高增益来自其他外在效应，如缺陷、表面态和表面耗尽区，它们局域化过剩少数载流子，使大量过剩多数载流子积累在导电沟道中从而产生光增益。遵循欧姆定律，本快报末尾建立了支配光电导体中光增益的普适方程。
引用
@article{arxiv.1511.03118,
title = {A photoconductor intrinsically has no gain},
author = {Yaping Dan and Xingyan Zhao and Kaixiang Chen and Abdelmadjid Mesli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.03118},
year = {2018}
}
备注
4 figures and 13 pages