Электрофотография

Электрофотография, процессы получения фотографических. изображений на светочувствительных электрофотографических материалах (ЭФМ) - слоях фотопроводников (ФП, см. Фотопроводимость) с высоким темновым удельным сопротивлением, наносимых на проводящую основу (подложку). Перед получением изображения слой ФП "очувствляют", заряжая его ионами, обычно из коронного разряда в воздухе, а подложку заземляют; затем равномерно заряженные ЭФМ экспонируют, в результате чего с освещенных участков ФП на подложку "стекает" часть заряда, тем большая, чем выше освещённость участка. Возникает скрытое фотографическое изображение (СИ) объекта в виде потенциального рельефа, т. е. распределения по поверхности ФП потенциала электростатического, которое соответствует распределению освещённости в регистрируемом изображении. СИ затем переводят в видимое изображение (визуализируют). Т. о., в Э. используют формирование в ЭФМ при его "очувствлении" двойного электрического слоя, образуемого поверхностным зарядом и возникающим в объёме ФП или проводящей подложке экранирующим зарядом с последующей локальной модуляцией мощности слоя (произведения поверхностной плотности заряда на толщину двойного слоя) за счёт фотопроводимости.

Существует несколько обособленных направлений Э., различающихся главным образом способом визуализации СИ. В классической Э. СИ визуализируют заряженными окрашенными частицами порошка (в сухом состоянии или диспергировакными в жидкости) с последующим переносом на нефоточувствительную основу либо без такого переноса. Процессы Э., в которых для визуализации применяют сухой порошок, часто называют ксерографией. Изменяя знак заряда и цвет порошка, можно получить как негативное, так и позитивное черно-белое, окрашенное или многоцветное изображение. В Э. со считыванием СИ используют микрозондовую технику (оптические, электронные или электростатические микрозонды, производящие в процессе) считывания поэлементную "развёртку" СИ). В фототермопластической Э. обычно предусматривают возможность термопластической визуализации путём преобразования потенциального рельефа в рельеф толщины за счёт термомеханических свойств ЭФМ (см. также Термопластическая запись, Фазовая рельефография). В одном из направлений Э. в качестве ЭФМ используют фотоэлектреты (см. Электреты), где СИ возникает в результате частичного разрушения под действием света устойчивой электрической поляризации слоя ЭФМ. В некоторых случаях, например в Э. со считыванием СИ, за счёт подключения внешних источников энергии возможно усиление СИ, в определённой степени аналогичное усилению в классическом фотографическом процессе; в других случаях, например при визуализации порошком, усиления не происходит. Светочувствительность 5 наиболее широко применяемых ЭФМ и методов Э.: 1-2 ед. ГОСТа для слоев аморфного селена с сухим порошковым проявлением (при разрешающей способности 40-60 мм^-1); 0,2-0,3 ед. ГОСТа для сенсибилизированных красителями слоев окиси цинка, диспергированной в связующей среде (разрешение при жидкостном проявлении 60-100 мм^-1 и выше), и слоев на основе органической ФП: (типа поливинилкарбазола). Светочувствительность ЭФМ при электронном считывании, обеспечивающем усиление СИ, достигает 500 ед. ГОСТа.

Чувствительность ЭФМ лежит в спектральном диапазоне от рентгеновской области до ближней инфракрасной области. Изменение длинноволновой границы чувствительности в этом диапазоне достигается методами сенсибилизации фотоэффекта внутреннего в ФП. Кроме обычной сенсибилизации оптической, в Э. используют структурную и инжекционную сенсибилизацию. При структурной сенсибилизации изменяют молекулярную и надмолекулярную структуру ФП и макроструктуру слоя. Этот метод применяют как для органических ФП (полимеры винилового ряда, органические полимерные комплексы на основе поливинилкарбазола и др.), так и для неорганических, прежде всего для слоев на основе селена и его сплавов (с теллуром, мышьяком, таллием, кадмием, германием); он включает, например, формирование в ЭФМ электронно-дырочной гетероструктуры (см. Полупроводниковый гетерапереход) или структуры типа ФП - диэлектрик. Явление фотоинжекции носителей заряда в фотополупроводники используют, например, для сенсибилизации слоев поливинилкарбазола селеном (инжекционная сенсибилизация; об инжекции см. ст. Полупроводники, разделы Неравновесные носители тока и Фотопроводимость полупроводников).

Среди совокупности характеристик Э. некоторые (или их сочетания) часто принципиально недостижимы для других фотографических процессов (обработка в реальном масштабе времени, т. е. одновременно с протеканием весьма кратковременных процессов; возможность длительного хранения СИ, иногда даже на свету; возможность многократной перезаписи информации; экономические показатели), что обеспечило Э. широкое применение в малотиражном оперативном размножении текстовых и графических материалов - репрографии. Э. используют как метод регистрации и исследований во многих областях науки и техники, например в рентгенографии, голографии, спектроскопии, физике полупроводников.
Лит.: Шафферт Р., Электрофотография, пер. с англ., М., 1968; Гренишин С. Г., Электрофотографический процесс, М., 1970; Процессы и аппараты электрофотографии, Л., 1972.
? Ю. А. Черкасов.