Por que a corrente escura tem esse nome?

Corrente escura refere-se ao fluxo de corrente elétrica através de um dispositivo ou circuito quando nenhuma luz externa está presente para estimulá-la. O termo “escuro” na corrente escura origina-se da condição em que o dispositivo opera no escuro ou sob condições de pouca luz, permitindo que as propriedades intrínsecas do próprio dispositivo sejam observadas sem interferência de fontes externas de luz.

Em teoria, a corrente escura é explicada pelo conceito de excitação térmica dos portadores de carga dentro do dispositivo. Mesmo na ausência de fótons (partículas de luz) que normalmente criam pares elétron-buraco em um fotodetector ou dispositivo semicondutor, a energia térmica ainda pode promover elétrons através do bandgap do material, gerando uma pequena quantidade de corrente. Esta geração térmica de portadores de carga contribui para o fluxo de corrente de base conhecido como corrente escura.

Na terminologia elétrica, corrente escura refere-se especificamente à corrente que flui através de um dispositivo ou componente quando nenhuma tensão externa é aplicada ou quando nenhuma luz incide sobre ele. Este fenômeno é crucial em dispositivos como fotodiodos, células fotovoltaicas e sensores de imagem, onde os níveis de corrente escura afetam a sensibilidade do dispositivo e a relação sinal-ruído.

A expressão para corrente escura varia dependendo do tipo de dispositivo e de suas condições de operação. Geralmente, pode ser quantificado como a corrente que permanece quando qualquer corrente fotogerada (corrente devido à luz incidente) é subtraída da corrente total observada na ausência de luz. O nível de corrente escura é influenciado por fatores como temperatura, propriedades do material e design do dispositivo.

A fonte de corrente escura decorre principalmente da energia térmica dentro do dispositivo, fazendo com que os elétrons se movam através do bandgap e contribuam para o fluxo de corrente. Essa excitação térmica cria um nível de corrente de base que deve ser levado em consideração em aplicações sensíveis para garantir a medição precisa dos níveis de luz ou para minimizar o ruído nos sistemas de imagem. A minimização da corrente escura é muitas vezes alcançada através da otimização do design do dispositivo, da seleção de materiais e das condições operacionais para melhorar o desempenho e a sensibilidade do dispositivo em aplicações de detecção de luz.