1。光子吸収： 十分なエネルギーを持つ光子が半導体材料に衝突すると、材料の原子に吸収されます。
2。電子ホールペア生成： 吸収された光子は、そのエネルギーを原子内の電子に伝達し、電子をより高いエネルギーレベルに励起します。これにより、元の電子の位置に積極的に帯電した「穴」が残ります。励起電子と穴は、電子穴ペアを構成します。
3。ドリフトと拡散： 電子穴ペアは、ドリフトと拡散プロセスを経験します。半導体材料に存在する電界（適用されたバイアスまたは組み込みの電位により）は、電子と穴がそれぞれの電極（N型およびp型領域）に向かって移動します。
4。衝撃イオン化： 電子と穴が半導体材料を通過すると、衝突する原子から追加の電子を緩めるのに十分な運動エネルギーを獲得できます。衝撃イオン化として知られるこのプロセスは、新しい電子穴ペアの生成につながります。
5。雪崩効果： 新しく作成された電子と穴は、さらに衝撃的なイオン化イベントを受ける可能性があり、雪崩効果につながります。各電子または穴は、衝撃イオン化を通じて複数の追加の電子穴ペアを作成する可能性があります。
このプロセスの結果、単一の光子がイオン化イベントのカスケードを引き起こし、最終的に複数の電荷キャリアを生成することができます。生成された電荷キャリアの総数は、元の単一光子よりも大幅に大きくなる可能性があり、その結果、信号が増幅されます。
PhotomultipriersとAvalanche Photodiodesは、低光信号を検出および増幅するためにこの現象を利用する電子機器であり、効果的に測定および処理できるようにします。
