Luz brillante (de una frecuencia particular) sobre un aislante para convertirlo en un conductor

Recientemente leí sobre la teoría de bandas de sólidos. La diferencia de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción determina la propiedad conductiva de los sólidos.

Supongamos que tomo un aislante y lo hago brillar con luz cuya energía es mayor que la diferencia de energía entre la valencia y la banda de conducción. En este caso, ¿entrarán los electrones en la banda de conducción y comenzarán a conducir electricidad?

No es mi área y no puedo hablar con suficiente autoridad para merecer una respuesta. Sin embargo, un rápido Google sugiere que hay muchos ejemplos de aisladores que muestran fotoconductividad si se iluminan con luz de una energía lo suficientemente alta.

Respuestas (2)

Sí. Que el resultado sea un buen conductor depende de cuán localizados estén los electrones y los huecos en las bandas respectivas (o, dicho fenomenológicamente lo contrario: de su movilidad). Sus límites de tiempo de recombinación por cuánto tiempo tendrá incluso solo dos portadores de carga disponibles para la conducción. Esto tiende a hacer que dicha conducción sea muy ineficiente energéticamente porque tiene que usar uno o incluso muchos electronvoltios de energía fotónica para crear solo un par de portadores de carga de corta duración. ¡En metales, obtienes el orden del número de Avogadro de portadores de carga conductores gratis!

Como se señaló en los comentarios, el resultado es un fotoconductor. En un semiconductor, es factible combinarlo con un diodo, en cuyo caso se tiene un fotodiodo, también conocido como celda solar. Puede usarse para convertir sus fotones en energía eléctrica utilizable separando las cargas (pero también puede usarlo con un voltaje de polarización inversa aplicado para convertirlo en un mejor detector de fotones).

Creo que el selenio era algo que se usaba para las fotocopiadoras antiguas. El cilindro se cargó electrostáticamente y luego se expuso a la imagen del papel que se estaba copiando. Las áreas expuestas a la luz se volvieron conductoras y perdieron su carga. El tóner tenía la carga opuesta y se pegaría a las áreas negras. Esto luego se colocaría en una nueva hoja de papel para hacer una copia. ¡Ingenioso!