Aumento de la conductividad eléctrica de un material provocado por la absorción de radiación electromagnética que genera portadores de carga móviles (por ejemplo pares electrón-hueco), reduciendo la resistividad mientras dura la iluminación.

Principio

Cuando se absorben fotones con energía suficiente se generan portadores adicionales; el cambio fotoconductor depende de la tasa de absorción, del equilibrio generación–recombinación (vida media de los portadores) y de su movilidad, de modo que la variación de conductividad sigue la densidad estacionaria de portadores en exceso bajo iluminación y campo aplicado.

Demostración

Escenario ilustrativo — Situación: Una tira semiconductora fotoconductora se conecta a un circuito de corriente continua con corriente baja en oscuridad. Reconocimiento: Se enciende un LED visible que ilumina la tira con fotones por encima de la banda prohibida. Acción: Se registra la corriente antes, durante y después de la iluminación. Consecuencia: La corriente aumenta mientras hay iluminación (la resistencia cae) y vuelve hacia el valor en oscuridad al apagar el LED; la magnitud y la respuesta temporal reflejan la absorción, la vida de los portadores y la polarización aplicada.

Aplicación incorrecta

Confundir fotoconductividad con efecto fotoeléctrico o efecto fotovoltaico. El error consiste en interpretar cualquier corriente inducida por luz como emisión de electrones fuera del material o como tensión generada, en lugar de un aumento volumétrico de portadores que cambia la conductividad dentro del material.

Consecuencia

En diseño de dispositivos, la fotoconductividad condiciona sensores y circuitos: posibilita detectores ópticos pero puede provocar fugas o ruido no deseado en circuitos expuestos a la luz. La rapidez y magnitud determinan la idoneidad para sensado, comunicaciones o aplicaciones sensibles a la estabilidad.

Inversión

Si la recombinación es extremadamente rápida, dominan los trampas o la absorción afecta solo una capa superficial aislante, el cambio fotoconductor observable puede ser despreciable o no lineal; algunos materiales muestran fotoconductividad persistente por recombinación lenta o cargas atrapadas.

Límite

Claramente dentro: un semiconductor macizo cuya conductividad aumenta mensurablemente al iluminar por encima de su banda prohibida. Caso límite: material de banda prohibida indirecta con absorción débil y fotoconductividad superficial. Claramente fuera: fotoemisión (efecto fotoeléctrico) y efectos fotovoltaicos de unión que no son principalmente cambios de resistividad volumétrica.

Tensión semántica

Fotoconductividad ↔ Fotovoltaica/Fotoemisión — todos implican portadores generados por luz, pero la fotoconductividad describe una modificación resistiva bajo polarización, mientras que el fotovoltaico/fotoemisión producen una tensión o emisión de electrones; en diseño hay que ponderar modo de detección, sensibilidad y condiciones de circuito.

Síntesis

El efecto fotoconductor es la respuesta eléctrica volumétrica a portadores generados por fotones: describe cómo la iluminación modifica el camino conductor bajo campo aplicado, distinto en mecanismo y uso de la emisión de superficie o la generación de tensión en una unión.