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Informationen zum Autor Safa Kasap, PhD, DSc, is a Distinguished Professor in Electronic and Optoelectronic Materials and Devices at the University of Saskatchewan in Canada. He has over 35 years' experience in optoelectronic materials and is Editor-in-Chief for Journal of Materials Science: Materials in Electronics. Klappentext Dieses wichtige Referenzwerk behandelt die grundlegenden Konzepte der Photoleitfähigkeit und der photoleitenden Materialien.Mit Photoconductivity and Photoconductive Materials präsentiert Professor Kasap eine maßgebliche Zusammenstellung der wesentlichen Grundsätze der Photoleitfähigkeit und stellt eine Auswahl aktueller photoleitfähiger Materialien vor. Der erste Band des zweibändigen Werks beginnt mit einer Darstellung der grundlegenden Konzepte und Definitionen. Es folgt eine Charakterisierung der verschiedenen Techniken auf Grundlage von stationärer, transienter und modulierter Photoleitfähigkeit, u.a. der neuen Methode der Ladungsextraktion durch linear steigende Spannung (CELIV). Auch die Physik der Terahertz-Photoleitfähigkeit sowie die Grundlagen der organischen Halbleiter LSoI werden behandelt.Der zweite Band beginnt mit einem umfassenden Überblick über eine Vielzahl unterschiedlicher photoleitfähiger Materialien, wobei der Schwerpunkt auf einige der wichtigsten Photoleiter gelegt wird, darunter hydriertes amorphes Silizium, Cadmium-Quecksilber-Tellurid, verschiedene Röntgenphotoleiter, Diamantfilme, Metallhalogenidperowskite, Nanodrähte und Quantenpunkte. Auch die Anwendungen der photoleitenden Antenne werden erörtert. Das Werk, das zahlreiche Beiträge führender Autoren auf diesem Fachgebiet enthält, bietet den Leserinnen und Lesern außerdem:* Eine gründliche Einführung in die Charakterisierung von Halbleitern mit Hilfe von Techniken der Photoleitfähigkeit, insbesondere gleichmäßiger Beleuchtung und Phototräger-Gittertechniken* Eine umfassende Darstellung organischer Photoleiter mitsamt Informationen zu Photoerzeugung, Transport und Anwendungen im Druckbereich* Praktische Erörterungen der transienten Lichtleitfähigkeit im Flugzeitverfahren inklusive Experimentiertechniken und Interpretationshinweisen* Eine eingehende Betrachtung der transienten Photoleitfähigkeit organischer Halbleiterschichten und neuartiger Techniken der transienten PhotoleitfähigkeitPhotoconductivity and Photoconductive Materials ist nicht nur ein wichtiges Referenzwerk für Physiker in der Forschung, Materialwissenschaftler und Elektroingenieure, sondern auch ein unverzichtbares Nachschlagewerk für Doktoranden und Studierende höherer Semester, die sich mit dem Bereich der optoelektronischen Materialien beschäftigen, sowie für Forschende in der Industrie.* Ein umfassendes zweibändiges Werk mit Beiträgen führender Fachautoren, herausgegeben von einem angesehenen Forscher auf dem Gebiet der Photoleitfähigkeit Zusammenfassung Dieses wichtige Referenzwerk behandelt die grundlegenden Konzepte der Photoleitfähigkeit und der photoleitenden Materialien.Mit Photoconductivity and Photoconductive Materials präsentiert Professor Kasap eine maßgebliche Zusammenstellung der wesentlichen Grundsätze der Photoleitfähigkeit und stellt eine Auswahl aktueller photoleitfähiger Materialien vor. Der erste Band des zweibändigen Werks beginnt mit einer Darstellung der grundlegenden Konzepte und Definitionen. Es folgt eine Charakterisierung der verschiedenen Techniken auf Grundlage von stationärer, transienter und modulierter Photoleitfähigkeit, u.a. der neuen Methode der Ladungsextraktion durch linear steigende Spannung (CELIV). Auch die Physik der Terahertz-Photoleitfähigkeit sowie die Grundlagen der organischen Halbleiter LSoI werden behandelt.Der zweite Band beginnt mit einem umfassenden Überblick über eine Vielzahl unterschiedlicher photoleitfähiger Materialien, wobei der Schwerpunkt auf einige der wichtigsten Photoleiter gelegt wird, darunter hydriertes amorphes Silizium, Cadmium-Qu...
List of contents
Volume 1
Preface xiii
Series Preface xvi
List of Contributors xvii
1 Photoconductivity: Fundamental Concepts 1
Safa O. Kasap
Abbreviations 1
1.1 Introduction 2
1.2 Major Photoconductivity Classifications 10
1.3 Dark Current and Electrical Contacts 13
1.3.1 Injecting Contacts 13
1.3.2 Noninjecting Contacts 18
1.4 Shockley-Ramo Theorem 24
1.5 Major Recombination Mechanism 27
1.5.1 Direct Recombination 27
1.5.2 Indirect Recombination in Semiconductors: Shockley-Read-Hall Model 30
1.5.2.1 Weak Photogeneration 33
1.5.2.2 Strong Photogeneration 36
1.5.3 Impact or Auger Recombination 37
1.6 Quasi-Fermi Levels and Distribution of Recombination Centers in Energy 39
1.6.1 Quasi-Fermi Levels for Free Carriers 39
1.6.2 Quasi-Fermi Levels (QFLs) for Trapped Carriers in the Presence of Localized States 40
1.6.3 Demarcation Energy and Dead Carriers 46
1.7 Elementary Photoconductor with Ohmic Contacts and Absorption Transverse to Applied Field 47
1.7.1 Elementary Photoconductivity Without Diffusion 47
1.7.2 Elementary Photoconductivity with Diffusion 51
1.8 Elementary Photoconductor with Noninjecting Contacts and Optical Absorption Along the Field 53
1.9 Absorbed Light Intensity with Rear Reflection 56
1.10 Photoconductive Gain 58
1.11 Effects of Traps on Photoconductivity 60
1.12 Sinusoidally Modulated Photoexcitation: Frequency-Resolved Photoconductivity 62
1.13 Noise in Photoconductors 69
Ackowledgments 78
References 78
2 Characterization of Semiconductors from Photoconductivity Techniques: Uniform and Monochromatic Illumination 89
Christophe Longeaud, Javier Schmidt, and Jean-Paul Kleider
2.1 Introduction 89
2.2 Steady-State Photoconductivity (SSPC) 92
2.2.1 Basic Equations 93
2.2.2 DOS Determination 96
2.2.3 Illustration by Means of Simulations 97
2.3 Modulated Photocurrent (MPC) 100
2.3.1 High-Frequency Regime (HF-MPC) 104
2.3.2 Low-Frequency Regime (LF-MPC) 106
2.3.3 Summary of the Two MPC Regimes 107
2.3.4 Illustration by Means of Simulations 108
2.3.5 Experimental Results 114
2.3.5.1 Application to a Crystalline Material 114
2.3.5.2 Application to Amorphous Thin Films 116
2.4 Conclusion 119
Symbols and Abbreviations 120
Acknowledgments 122
References 122
3 Characterization of Semiconductors from Photoconductivity Techniques: Uniform and Polychromatic Illumination 125
Christophe Longeaud, Javier Schmidt, and Jean-Paul Kleider
3.1 Introduction 125
3.2 The Constant Photocurrent Method (CPM) 126
3.2.1 CPM Principle 126
3.2.2 Absolute CPM 130
3.2.3 Determination of the DOS from a CPM Spectrum 131
3.2.3.1 Deconvolution of a CPM Spectrum 131
3.2.3.2 Calculation of the Excess Absorption 132
3.2.3.3 Absorption at a Single Energy 132
3.2.4 Limits of the CPM 133
3.2.5 AC CPM vs. DC CPM 133
3.3 The Fourier-Transform Photocurrent Spectroscopy (FTPS) 134
3.3.1 FTPS Bases 134
3.3.2 FTPS Bench 137
3.3.3 Experimental Results 138
3.3.3.1 Comparison of Calibrations with Transmitted or Direct Flux 138
3.3.3.2 Comparison of FTPS Performed on Thin Films and Solar Cells 140
3.3.3.3 Application of FTPS to the Study of Perovskite Thin Films 143
3.4 Conclusion 147
&nb
