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记事本定制印刷光导体与墨粉

发布于:2016-09-03 21:01来源:上海记事本定制 作者:圣马广告 点击:
静电照相类似于模拟摄影,也需要光源形成视觉上不可见的图像,模拟静电复印机使用全色光,静电照相打印机和记事本定制数字印刷机则使用激光或发光二极管,但由于激光和发光二极管已经为大家所熟知,因而不打算在本书中讨论。静电照相与模拟摄影的根本区别在于摄影以胶片为信息记录材料,而静电照相必须使用光感受器,即众所周知的光导体。此外,在纸张表面形成永久性的图像还需要类似于传统记事本定制印刷工艺的油墨,常称之为墨粉。

一、光导现象

许多专业文献称光导体为图像载体,这一概念从传统
记事本定制印刷工艺的分色片和印版发展而来。激光打印机、发光二极管打印机和静电照相记事本定制数字印刷机虽然无需印版承担信息记录中间介质的角色,但产生成像结果的物质条件仍然是需要的,以便在类似分色片和印版这样的信息记录表面形成与页面描述对应的成像结果。

光导体是特殊类型的半导体,因而讨论光导效应离不开半导体材料,以及半导体所依赖的工作原理。光导体之所以在静电照相技术中得到广泛应用,在于这种特殊的半导体不仅表现出常态下的绝缘体性质,更在于光导体受到光线照射后改变电阻的能力。

半导体与绝缘体很相似,这两种固体物质的主要区别表现在绝缘体的能带隙(或称能带间隙,Bandgap)更大,因而电子必须获得自由,才能在原子间运动(参阅图2-2)。如同绝缘体那样,室温状态下的半导体只有数量极少的电子拥有足够的热能跃过能带间隙,从价带迁移到导带,这对于半导体的电子在半导体内形成电流是必须的。正由于这种原因,纯净的半导体和绝缘体在缺乏外加电场作用时电阻值大体相似。由此可见,对于那些能带隙较小的半导体而言,除改变温度外也可以借助于其他手段控制其电导特性。

半导体材料的固有电气特性表明,通过一种称之为掺杂质的工艺引入混杂物,往往能永久性地改变半导体的导电性能。通常,认为每掺人一个杂质原子相当于增加一个电子或空穴增加的电子或空穴可以自由流动。若添加到半导体材料中的杂质比例足够大,则该半导体会几乎像金属那样导电。在半导体材料掺人杂质的区域,将会拥有电子或空穴,是增加了电子还是空穴与添加的杂质种类有关,这种掺有不同类型杂质的区域得名N型和P型,分别称为N型半导体和P型半导体。由N型半导体和P型半导体两种材料形成的“结’是建立电流的区域,导致电子和空穴能离开“结’而运动,这种物理效应对半导体器件发挥作用至关重要。由于N型和P型半导体材料内杂质的密度差异,使得两种材料的“结’区形成微小的电场,用于加速非平衡态的电子或空穴。

除了通过掺杂质工艺永久性地改变电导特性外,利用施加电场的手段通常也可以动态地改变半导体的电阻。由于以外加电场作用于半导体时能够动态地控制电阻和导电性,因而这种能力便成为半导体发挥作用的重要特征,其结果表现在开发出了范围广泛的半导体器件,例如晶体管和二极管。具备动态控制导电性的半导体器件(比如晶体管)可以组成集成电路块,微处理器是集成电路半导体器件的典型例子。若这种主动型的半导体器件与被动型的电容和电阻元件组合起来,就可以形成复杂的电子线路。

由于导带和价带的能量水平分别比能带隙高和低,如果半导体的电子失去足够的能量后从导带降到价带,则往往会发射出量子能在可见电磁波谱范围内的光,大多数半导体具有这种能力。可以发射出光的半导体器件的例子有发光二极管和半导体激光器,两者都有很重要的商业应用价值。与此相反,光电探测器是吸收光的半导体,这类器件激发电子从价带向能量水平更高的导带移动,使之成为光检测器件,检测能力随激发强度而变。这种半导体器件的光检测能力对光纤通信十分有用,也是太阳能电池提供能量的基础。

光导效应(Photoconduct Effect)和光导性(Photoconduct ivity)依赖于半导体的基本特性,两者本无原则区别。可以认为,光导效应反映特定半导体材料的光电属性,因而材料的光导效应或光导性是一种光电现象,用于实现光电转换,但显然不同于CCD元件从光信号到电信号的转换,而是通过光子的能量转换成电子的发射,形成不同的电荷分布。具备光导能力的物质由于从外界吸收了电磁辐射能量而呈现更强的导电性,例如可见光辐射、紫外辐射、红外辐射和Gamma辐射等。

根据前面的说法,光导性是某些材料受光照射后所表现出来的特殊属性,也可以说光导性是光电效应的表现形式。物理学家们或许更习惯于以光电效应来描述材料的光导现象和光导性,因为光电效应(Photoelectric Effect)从物理角度更严格和准确地描述光导现象。光电效应的主要特点表现在,伴随着电磁辐射作用到材料表面,往往会发射出电子。在物理学发展的早期,人们称光电效应为赫兹效应,但现在已不用这一术语了。

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