1. Absorción de fotones:cuando un fotón con suficiente energía interactúa con un material semiconductor, puede ser absorbido por un átomo en la red del semiconductor. Esta energía se transfiere a un electrón dentro del átomo, lo que hace que se excite a un estado de energía superior.
2. Generación de Par Electrón-Agujero:El electrón excitado sale de su posición original, creando un agujero con carga positiva donde se encontraba anteriormente. Esto forma un par electrón-hueco, que son los portadores de carga iniciales en el semiconductor.
3. Transferencia de energía:el electrón excitado interactúa aún más con otros átomos en el semiconductor, transfiriendo su exceso de energía a través de colisiones. Al chocar con los átomos, pierde energía y eventualmente vuelve a caer a un estado de menor energía.
4. Ionización por impacto:durante estas colisiones, el electrón excitado puede transferir suficiente energía a otros electrones en la red del semiconductor, provocando que se exciten y eventualmente se desalojen de sus posiciones originales. Este proceso se conoce como ionización por impacto. Como resultado, cada uno de estos electrones excitados adicionales puede crear nuevos pares electrón-hueco, multiplicando el número de portadores de carga.
5. Efecto avalancha:estos pares electrón-hueco recién generados pueden sufrir aún más ionización por impacto, generando aún más portadores de carga. Este efecto en cascada crea una avalancha de portadores de carga, amplificando la señal original del único fotón absorbido.
Como resultado de este proceso, un solo fotón puede generar múltiples pares de electrones y huecos, creando así cuatro portadores de carga (dos electrones y dos huecos) en el material semiconductor. Este fenómeno es particularmente importante en dispositivos semiconductores como fotodiodos y células solares, donde la absorción de fotones conduce a la producción de corriente eléctrica.
