光电流：怎样读懂一次开灯实验？

给微小器件加上固定电压，交替开灯和关灯。两次电流读数之差就是光电流。这个差值告诉我们光改变了电路中的电流；要解释它的来源，还需要改变波长、偏压或照明功率再做对照。

光如何变成电信号

半导体吸收光子后，可以激发电子并留下空穴。如果结区的内建电场将电子和空穴分开，即使外加电压为零，闭合的外电路中也可能出现短路光电流。另一种情形是，光照改变了材料的电导，在外加电压下流过器件的电流随之改变。

在相同的偏压、栅压和温度下，用光照电流减去暗电流。保留差值的符号可以判断电流变化的方向；比较响应幅度时，可以取绝对值，再除以落到器件有效区域上的入射光功率。光斑比器件大时，需要计算实际照在器件上的那部分功率。

举例说，开灯后电流从 2 nA 增至 12 nA，入射功率为 50 nW，则光电流为 10 nA，响应度为 0.20 A/W。这个示例只计算信号大小。估算能分辨的最弱光信号，还需要知道相应测量带宽内的电流噪声。

示意图 · 在相同偏压下开灯，再关灯。这里画的是光照使电流增大的例子；光电流大小和方向均取决于器件和测量条件。

R = |I(light) − I(dark)| / P(in)

I(light) 和 I(dark) 分别为相同电学条件下的光照电流和暗电流（A）。P(in) 是落到器件有效区域上的入射光功率（W），R 是该波长、偏压和功率下的响应度幅值（A/W）。

在 MoTe₂/石墨烯/SnS₂ 器件的研究中，图 2b 显示 655 nm 光照下的短路电流与开路电压随光功率变化。换成 1550 nm 光后，两者都很小；图 2d 却显示，此时加偏压仍能测到光电流。对照同一器件在两种波长下的曲线，作者据此区分了结区的光伏响应与长波光照下的光电导响应。