• Thời gian đăng: 11:42:32 AM 07/05/2024
  • 0 bình luận

Tìm hiểu: Chất quang dẫn là gì? Tính chất, ứng dụng

Chất quang dẫn là thuật ngữ chuyên dụng trong lĩnh vực khoa học, công nghệ. Với những vai trò quan trọng trong viễn thông, vi tính, chúng đã dần nhận được sự quan tâm của đông đảo người dùng. Vậy bạn có biết những giả thuyết xoay quanh loại vật liệu đặc biệt này là gì? Những ứng dụng trong đời sống của chúng bao gồm những gì? Ngay bây giờ, VietChem sẽ giúp bạn lý giải hết mọi thắc mắc này, đọc ngay!

1. Chất quang dẫn là gì?

Đây là loại vật liệu đặc biệt với khả năng điều chỉnh mức độ dẫn điện của chúng. Khả năng dẫn điện của vật liệu này sẽ bị ảnh hưởng bởi lượng ánh sáng chúng nhận được. Cụ thể như sau:

  • Trong trường hợp không có ánh sáng chiếu vào, chúng có tính chất điện trở cao, không dẫn điện. 
  • Ngược lại, khi được chiếu sáng một lượng vừa đủ, chúng có khả năng dẫn điện tốt với điện trở thấp. 

Một số chất bán dẫn thường gặp như gecmani (Ge), silic (Si), CdS (cadimi sunfua),...

chat-quang-dan-1

Loại vật liệu đặc biệt có khả năng điều chỉnh mức độ dẫn điện

2. Cấu tạo của chất quang dẫn

Thông thường, loại chất quang dẫn có “nguồn gốc” từ những loại vật liệu bán dẫn. Chúng được chia thành hai loại chính bao gồm chất bán dẫn loại P và loại N. Ban đầu, vật liệu này chỉ có tinh thể silic - một chất không dẫn điện hiệu quả. Sau đó, nhằm nâng cao khả năng dẫn điện, các hợp chất được bổ sung vào nhờ quá trình doping. 

Ở mỗi photocell, phần lớp dưới được phủ bởi một lớp bor, tạo thành điện cực dương (P). Trong khi đó, phần lớp trên được phủ bởi nguyên tố photpho, tạo thành điện cực âm (N). Đặc biệt, một photocell chỉ có thể tạo ra một lượng điện nhỏ (tương đương với vài W). 

Do đó, chúng thường được nối với nhau để tạo thành tấm pin mặt trời (PV). Những tấm pin này có thể sử dụng một cách độc lập hoặc kết hợp lại tạo thành những module lớn hơn. Hiện tại đang có hai loại công nghệ chính là tấm tinh thể silic (75%) và công nghệ màng mỏng/phin (25%).

chat-quang-dan-2

Cấu tạo đặc biệt của vật liệu quang dẫn

3. Hiện tượng quang điện trong là gì?

Đây là hiện tượng khi ánh sáng gây ra giải phóng một số electron từ trạng thái liên kết của vật liệu thành các electron dẫn. Đồng thời chúng tạo ra các lỗ trống nhằm hỗ trợ quá trình dẫn điện. Quá trình này mang lại nhiều tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực công nghệ và năng lượng. Hơn nữa, chúng còn là cách tiếp cận mới trong hoạt động chuyển đổi ánh sáng thành điện.

4. Những điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện trong

Hiện tượng quang điện trong chỉ xảy ra khi có điều kiện cần và đủ sau:

  1. Năng lượng ánh sáng kích thích buộc phải lớn hơn hoặc bằng với năng lượng kích hoạt A. Nói cách khác, chúng phải đủ lớn để giải phóng electron liên kết và chuyển đổi thành electron dẫn (điều kiện: ε ≥ A).
  2. Bước sóng λ của ánh sáng kích thích buộc phải nhỏ hơn hoặc bằng giá trị bước sóng giới hạn λ₀, của chất quang dẫn.

Phần lớn những chất bán dẫn đều giới hạn quang dẫn nằm trong miền hồng ngoại. Vì vậy, bạn chỉ cần sử dụng một lượng ánh sáng kích thích trong phạm vi này để xảy ra hiện tượng quang điện. 

chat-quang-dan-3

Điều kiện cần và đủ để xảy ra hiện tượng quang điện trong

5. Chất quang dẫn với những công dụng trong thực tế

Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, vật liệu này đã và đang được áp dụng vào nhiều lĩnh vực. Trong đó không thể không kể đến những công dụng vượt trội sau:

5.1. Đóng vai trò như điện trở quang

Chất quang dẫn được tích hợp vào bộ mạch và hoạt động như một điện trở độc lập. Nói cách khác, lúc này chúng sẽ được gọi là điện trở quang hay điện trở ánh sáng. Điện trở quang được dùng để tạo nên những bộ tách sóng quang (đây là thiết bị đo cường độ ánh sáng phổ biến). 

Bởi đặc điểm này, chúng được ứng dụng rộng rãi trong các sản phẩm đồng hồ đo ánh sáng. Loại đồng hồ này có mặt trong máy ảnh, đèn đường, máy dò hồng quang. Thậm chí, chúng còn được ứng dụng trong radio đồng hồ và hệ thống nanophotonic.

chat-quang-dan-4

Đóng vai trò như một điện trở quang

5.2. Chế tạo loại đèn nhân quang điện

Vật liệu quang dẫn được ứng dụng để tạo nên loại đèn nhân quang điện. Đây là loại linh kiện điện tử chân không nằm trong loại đèn photo. Chúng hoạt động dựa trên nguyên lý cảm biến photon theo hiện tượng quang điện từ. 

5.3. Pin quang điện

Đây là một trong những ứng dụng đặc biệt của chất quang dẫn. Khi có lượng ánh sáng chiếu vào pin quang điện, năng lượng ánh sáng sẽ biến đổi thành điện năng. Loại điện năng này được sử dụng nhằm cung cấp nguồn điện cho những thiết bị điện tử. Chúng có thể hỗ trợ hoạt động cho mọi loại thiết bị như đèn LED hay hệ thống điện mặt trời.

5.4. Chế tạo thiết bị cảm biến ghi hình ảnh

Việc ứng dụng hiện tượng quang dẫn đã giúp chế tác ra loại cảm biến ghi hình ảnh như CCD. Chúng có khả năng chuyển đổi hình ảnh quang học sang loại tín hiệu điện. Nhờ vậy, thiết bị có thể ghi lại mọi hình ảnh, chuyển động của vạn vật.

chat-quang-dan-5

Thiết bị cảm biến ghi hình ảnh CCD

Có thể thấy, chất quang dẫn đóng một vai trò không thể thiếu trong nhiều linh kiện điện tử. Chúng đã tạo nên bước tiến đột phá, mang lại sự tiện lợi và tiến bộ đáng kể cho đời sống xã hội. Để tìm hiểu thêm chi tiết về những vật liệu đặc biệt khác, vui lòng liên hệ với VietChem ngay hôm nay! Đơn vị cam kết hỗ trợ tận tâm cho quý khách hàng.

Bài viết liên quan

Ammonia nitrate là gì? Tổng hợp các thông tin cơ bản về Ammonia nitrate

Ammonia nitrate đang là một trong những thắc mắc phổ biến của nhiều người. Tại sao chất này lại được ứng dụng nhiều trong nông nghiệp và có tác dụng gì? Ứng dụng của Ammonia nitrate trong mỗi ngành công nghiệp ra sao? 

0

Xem thêm

Mpa là gì? Tầm quan trọng của ứng dụng Mpa

Mpa là gì? Chắc hẳn bạn đã thấy rất nhiều kết quả tìm kiếm với nhiều ý nghĩa khác nhau. Bài viết này sẽ cho bạn biết về khái niệm áp suất Mpa là gì? Đơn vị đo áp suất này được ứng dụng như thế nào trong các lĩnh vực đời sống hiện nay.

0

Xem thêm

Phenylamin là gì? Tính chất, cách điều chế và ứng dụng

Phenylamin là một Amin, đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp sản xuất. Vậy tính chất hóa học, vật lý của hợp chất này là gì? Điều chế nó ra sao? Hãy cùng tìm lời giải đáp với các kiến thức về Phenylamin trong bài viết của Vietchem sau đây.

0

Xem thêm

Nhiên liệu là gì? Gồm loại nào? Vai trò trong đời sống?

Nhiên liệu đã quá thân thuộc với con người và được ứng dụng trong đa dạng lĩnh vực đời sống. Vậy hiện nay có những dạng nguyên liệu nào? Nhiên liệu hóa thạch ở Việt Nam gồm có loại nào? Hãy cùng Vietchem tìm hiểu chi tiết hơn về kiến thức sinh học này ở bài viết dưới đây.

0

Xem thêm

Gửi bình luận mới

Gửi bình luận

Hỗ trợ

HÓA CHẤT & THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
MIỀN BẮC

MIỀN BẮC

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN TRUNG

MIỀN TRUNG

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Hóa chất thí nghiệm

0825 250 050

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Thiết bị thí nghiệm

0965 862 897

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HÀ NỘI & CÁC TỈNH MIỀN BẮC
Đinh Phương Thảo

Đinh Phương Thảo

Giám đốc kinh doanh

0963 029 988

Đào Phương Hoa

Đào Phương Hoa

Hóa Chất Công Nghiệp

0904 338 331

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HỒ CHÍ MINH & CÁC TỈNH MIỀN NAM
Nguyễn Hải Thanh

Nguyễn Hải Thanh

Hóa Chất Công Nghiệp

0932 240 408 (0826).050.050

Đặng Lý Nhân

Đặng Lý Nhân

Hóa Chất Công Nghiệp

0971 780 680

Đặng Duy Vũ

Đặng Duy Vũ

Hóa Chất Công Nghiệp

0988 527 897

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI CẦN THƠ & CÁC TỈNH MIỀN TÂY
Nguyễn Đức Toàn

Nguyễn Đức Toàn

Hóa Chất Công Nghiệp

0946 667 708

Nguyễn Tấn Tài

Nguyễn Tấn Tài

Xử lý nước ngành Thủy sản

0901 071 154

Hà Nội - Ms. Đinh Thảo : 0963 029 988 Hà Nội - Mr. Quang Tú : 0869 587 886 HCM : 0826 050 050 Cần Thơ : 0971 252 929