Principios de análisis instrumental

))) 7E Transductores de radiación 173 1013 e ü <U ~ <U ~ 1012 "' "' c. "' "' e::: 10 11 200 Longitud de onda, nm FIGURA 7.25 Respuesta relativa de varios tipos de transductores fotoeléc– tricos (A-G) y transductores térmicos (H, 1): A, tubo fotomultiplicador; 8, fotoconductividad de CdS; C, celdas fotovoltaicas de GaAs; D, celda de fotoconductividad de CdSe; E, celda fotovoltaica de Se/SeO; F, fotodiodo de silicio; G, fotoconductividad de PbS; H, termopar; 1, celda de Golay. (Adap– tación a partir de P. W. Druse, L. N. McGlauchlin y R. B. Quistan, Elements of 1nfrared Technology, pp. 424-425, New York: Wiley, 1962. Reimpresa con autorización de John Wiley & Sons Inc.) 7E.2 Transductores de fotones Hay varios tipos de transductores de fotones; entre los cuales están 1) las celdas fotovoltaicas, en las cuales la energía radiante genera una corriente en la interfaz de una capa de semiconduc– tor y un metal; 2) fototubos, en los cuales la radiación ocasiona la emisión de electrones de una superficie sólida fotosensible; 3) tubos fotomultiplicadores con una superficie fotoemisiva así como varias superficies adicionales que emiten una cascada de electro– nes cuando son golpeadas por electrones provenientes del área fotosensible; 4) transductores de fotoconductividad en los que la absorción de radiación por un semiconductor produce electrones y huecos, que causa una mejora de la conductividad; 5) fotodio– dos de silicio, en donde los fotones ocasionan la formación de pares electrón-hueco y una corriente con polarización inversa en una unión pn; y 6) transductores de transferencia de carga, en los cuales se recolectan y se miden las cargas que se desarrollan en un cristal de silicio como resultado de la absorción de fotones . 21 "Una comparación de las características de rendimiento de los tres transductores de fotones más sensibles y más ampliamente usados: fotomultiplicadores, diodos de silicio y dispositivos de transferencia de carga, se encuentra en W. E. L. Grossman, f. Chem. Educ., 1989,66, p. 697 DOI:l0.1021/ed066p697. Celdas fotovoltaicas de capa-barrera La celda fotovoltaica es un dispositivo sencillo que se usa para detec– tar y medir radiación en la región visible. Una celda convencional tiene una sensibilidad máxima de alrededor de 550 nm; la respuesta disminuye a casi 10% del máximo a 350 y 750 nm (véase la curva E en la figura 7.25). El intervalo es similar al del ojo humano. La celda fotovoltaica está constituida por un electrodo plano de cobre o hierro en el que se deposita una capa de material semi– conductor, como el selenio (véase la figura 7.26) . La superficie externa del semiconductor se reviste con una película fina y trans– parente de oro o plata, la cual funciona como el segundo electrodo o colector; el sistema completo se protege mediante una cubierta transparente. Cuando llega radiación de energía suficiente al Capa fina de plata Cubierta de plástico FIGURA 7.26 Esquema de una celda capa-barrera característica.