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DE3141956A1 - Wandler zum umwandeln elektromagnetischer strahlung in ein elektrisches signal - Google Patents

Wandler zum umwandeln elektromagnetischer strahlung in ein elektrisches signal

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DE3141956A1
DE3141956A1 DE19813141956 DE3141956A DE3141956A1 DE 3141956 A1 DE3141956 A1 DE 3141956A1 DE 19813141956 DE19813141956 DE 19813141956 DE 3141956 A DE3141956 A DE 3141956A DE 3141956 A1 DE3141956 A1 DE 3141956A1
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DE19813141956
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Anatoly FedoroviČ Plotnikov
Jury MikhailoviČ Moskva Popov
Vitalij EmmanuiloviČ Moskva Shubin
Vladimir ViktoroviČ Moskva Slavutinskij
Vladimir AleksandroviČ Troitsk Moskovskaja oblast' Tolokonnikov
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FIZICHESKY INSTITUT IMENI P N LEBEDEVA AKADEMII NAUK SSSU
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FIZICHESKY INSTITUT IMENI P N LEBEDEVA AKADEMII NAUK SSSU
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Description

Fizichesky Institut imeni P.N. Lebedeva Akaderaii Nauk SSSR - Moskau, UdSSR
Wandler zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Halbleiterbauelemente und insbesondere auf Wandler zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal.
Die Erfindung kann erfolgreich in verschiedenen Systemen der Optoelektronik, z. B. bei der Umwandlung optischer Abbildungen in ein elektrisches Signal verwendet werden.
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Zur Zeit wächst der Bedarf an Systemen der Verarbeitung optischer Signale in verschiedenen Gebieten der Wissenschaft und Technik. Wichtige Bauelemente solcher Systeme sind Wandler zum Umwandeln der Strahlung in elektrische Signale. Die Benutzung der Festkörperwandler führt zur Erhöhung der Kompaktheit solcher Systeme, zur Senkung deren Kosten und in einigen Fällen zu deren Vereinfachung.
Bekannt ist ein Wandler zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal (US-PS 4016586), der zwei miteinander verbundene Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Breiten der verbotenen Bereiche, welche einen Sperrkontakt für Ladungsträger mit gleichem Vorzeichen bilden, sowie zwei Elektroden enthält, von denen eine an der Seite der freien Oberfläche der Halbleiterschicht mit einer größeren Breite des verbotenen Bereichs und die andere an der Seite der freien Oberfläche der Halbleiterschicht mit einer geringeren Breite des verbotenen Bereichs liegen. In dieser Einrichtung ist jedoch auch in dem Fall, wenn die Materialstruktur der Halbleiterschicht mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs über die zusätzliche Fähigkeit verfügt, Einfangzentren der Ladungsträger zu bilden, ein Sperrkontakt lediglich für einen der zwei Typen der Ladungsträger
vorhanden, was zu einer ungehemmten Dunkelinjektion der Ladungsträger des anderen Typs in die Halbleiterschicht mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs und als Folge zum Ausgleich des Potentialreliefs führt, das bei Fotoinjektion, d. h. bei der Bildaufzeichnung gebildet wird, was seinerseits keine Möglichkeit gewährt, die Registrierung der Raumstruktur des optischen Signals qualitätsgerecht durchzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe der Entwicklung eines Wandlers zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal zugrunde, in dem die Halbleiterschicht mit einer größeren Breite des verbotenen Bereichs aus einem solchen Stoff hergestellt wird, der die Erhöhung der Aufzeichnungsqualität des optischen Signals und der Empfindlichkeit des Wandlers ermöglicht,
Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Wandler zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal, welcher zwei miteinander verbundene Halbleiterschichten mit unterschiedlichen Breiten der verbotenen Bereiche, die einen Sperrkontakt für die Ladungsträger mit gleichem Vorzeichen bilden, sowie zwei Elektroden enthält, von denen eine an der Seite der freien Oberfläche der Halbleiterschicht mit einer
größeren Breite des verbotenen Bereichs und die andere an der Seite der freien Oberfläche der Halbleiterschicht mit einer geringeren Breite des verbotenen Bereichs liegen, mit dem Kennzeichen, daß die Halbleiterschicht mit der grösseren Breite des verbotenen Bereichs aus einem Material mit einer Struktur hergestellt ist, die imstande ist, einen Sperrkontakt für die Ladungsträger auch mit anderem Vorzeichen zu sichern.
Es ist zweckmäßig, daß die Materialstruktur der Halbleiterschicht mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs neben der Fähigkeit, einen Sperrkontakt für Ladungsträger mit beiden Vorzeichen zu sichern, über die zusätzliche Fähigkeit verfügt, EinfangZentren der Ladungsträger zu bilden.
Es ist wünschenswert, daß das Material mit der Struktur, die imstande ist, den Sperrkontakt für die Ladungsträger mit beiden Vorzeichen zu sichern und die Einfangzentren der Ladungsträger zu bilden, kompensiertes Zinkselenid mit einem Kompensationsgrad von fast 100 % ist.
Es ist vorteilhaft, daß die Konzentration der Einfangzentren der Ladungsträger im Material der Halbleiterschicht mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs 1011 cm"2 übertrifft.
Es ist auch vorzuziehen, daß die Halbleiterschicht mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs eine Dicke unter 5 μΐη hat.
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Es ist weiter zweckmäßig, daß der Wandler mindestens eine dielektrische Schicht enthältr welche mit der Halbleiterschicht mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs verbunden ist.
Es ist manchmal zweckmäßig, daß die dielektrische Schicht mit der Halbleiterschicht mit der geringeren Breite des verbotenen Bereichs zusätzlich verbunden ist.
Es wird bevorzugt, daß der Wandler mindestens eine dielektrische Schicht enthält, welche zwischen der Elektrode und der freien Oberfläche der Halbleiterschicht mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs liegt.
Es ist auch wünschenswert, daß jede dielektrische Schicht eine Dicke von 5 bis 1000 nm hat.
Es ist fertigungsfreundlich, daß die Elektrode, welche an der Seite der freien Oberfläche der Halbleiterschicht mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs liegt, als Spitzenelektrode verstellbar ausgebildet ist.
Es ist möglich, daß als Spitzenelektrode eine Quecksilbersonde vorgesehen ist.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Umwandlung der Raumstruktur des optischen Signals in ein
scharfes Potentialrelief, was die Aufzeichnungsqualität der optischen Abbildung wesentlich erhöht.
Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:
Fig. 1 das Funktionsschema des erfindungsgemäßen Wandlers mit bedingt dargestellter Materialstruktur der Halbleiterschicht mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs;
Fig. 2 das Diagramm der Energiebänder in Fig. 1;
Fig. 3 das Funktionsschema des erfindungsgemäßen Wandlers in Fig. 1 mit einer dielektrischen Schicht an der freien Oberfläche der Halbleiterschicht mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs;
Fig. 4 das Funktionsschema des erfindungsgemäßen Wandlers in Fig. 1 mit einer dielektrischen Schicht, die zwischen den HaIbleiterschichten liegt;
Fig. 5 das Funktionsschema des erfindungsgemäßen Wandlers in Fig. 1 mit zwei
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dielektrischen Schichten;
Fig. 6 das Funktionsschema des erfindungsgemäßen Wandlers in Fig. 1 mit einer Quecksilbersonde ;
Fig. 7 das Diagramm der Energiebänder in Fig. 2; Fig. 8 das Diagramm der Energiebänder in Fig. 3; Fig. 9 das Diagramm der Energiebänder in Fig. 4.
Der Wandler zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal enthält eine Halbleiterschicht 1 (Fig. 1) mit der größeren Breite eines verbotenen Bereichs 2 (abgebildet in Fig. 2, veLche ein Diagramm der Energiebänder darstellt) und mit einer Dicke unter 5 μπι, die aus kompensierten Zinkselenid mit einem Kompensationsgrad von fast 100 % besteht, und eine Halbleiterschicht 3 (Fig. 1) mit der geringeren Breite eines verbotenen Bereichs 4 (Fig. 2). Die Materialstruktur, die imstande ist, einen Sperrkontakt für Ladungsträger mit beiden Vorzeichen zu sichern und Einfangzentren zu bilden, ist bedingt durch eine annähernd gleiche Zahl positiv geladener Donatoren 5 (Fig. 1, 2) und negativ geladener Akzeptoren 6 (nachstehend Einfangzentren 5, 6 der Ladungsträger bezeichnet) , die Sperrkontakte für Ladungsträger mit beiden Vorzeichen bilden und fähig sind, ein Elektron 7 bzw. ein "Loch" 8 einzufangen. An der Seite der freien
Oberfläche der Schicht 1 liegt eine transparente Elektrode 9 (Fig. 1), welche einen nichtohmschen Kontakt mit dem Material der Schicht 1 bildet, an der Seite der Schicht 3 aber liegt eine Elektrode 10, welche einen ohmschen Kontakt mit dem Material der Schicht 3 bildet. Hintereinander mit dem Wandler sind eine Quelle 11 elektrischer Verschiebung und eine Belastung 12 zur Abnahme des Videosignals an einem Ausgang 13 beim Ablesen einer aufgezeichneten elektromagnetischen Strahlung 14 (nachstehend eines optischen Signals 14) geschaltet, welche an der Elektrode 9 eintritt.
Außerdem sind in Fig. 2 Valenzbänder 15, 16 und Leitungsbänder 17, 18 entsprechend den Schichten 1, 3 (Fig. 1) sowie Fermi-Niveaus 19, 20 (Fig. 2) entsprechend den Elektroden 9, 10 (Fig. 1) abgebildet.
In einem anderen Ausführungsbeispiel enthält der Wandler zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal eine dielektrische Schicht 21 (Fig. 3), die zwischen der Elektrode 9 und der Schicht 1 liegt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel· enthält der Wandler zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal eine dielektrische Schicht 22 (Fig. 4), welche zwischen den Schichten 1 und 3 liegt.
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Im folgenden Ausführungsbeispiel enthält der Wandler zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal zwei dielektrische Schichten 23 und 24 (Fig. 5), die zwischen der Elektrode 9 und der Schicht 1 bzw. zwischen den Schichten 1 und 3 liegen.
In einem letzten Ausführungsbeispiel wurde im Wandler zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal als die an der Seite der Schicht 1 liegende Elektrode eine Quecksilbersonde 25 (Fig. 6) verwendet.
An die Sonde 25 und an die Quelle 11 ist ein Sinusgenerator 26 angeschlossen.
In Fig. 7, die ein Diagramm der Energiebänder zu Fig. 3 darstellt, sind ein verbotener Bereich 27, ein Valenzband 28 und ein Leitungsband 29 der dielektrischen Schicht 21 (Fig. 3) gezeigt. Die Zone 2 (Fig. 7) enthält zusätzliche Einfangzentren 30, die z. B. durch das Dotieren gebildet sind. Die Konzentration sämtlicher Einfangzentren 5, 6, 30 übertrifft dabei 10 cm" . Im Valenzband 16 der Schicht 3 (Fig. 3) ist ein Elektron 31 (Fig. 7) gezeigt, welches durch eines der Einfangzentren 30 während der Aufzeichnung des optischen Signals 14 eingefangen wird.
In Fig. 8, welche ein Diagramm der Energiebänder zu Fig. 4 darstellt, ist ein verbotener Bereich 32, ein Valenzband 33 und ein Leitungsband 34 der dielektrischen Schicht 22 (Fig. 4) gezeigt.
Unter dem Fermi-Niveau 19 (Fig. 8) der Elektrode (Fig. 4) ist ein Elektron 35 (Fig. 8) gezeigt, welches durch eines der Einfangzentren 30 des Bereichs 2 der Schicht 1 (Fig. 4) während der Aufzeichnung des optischen Signals 14 eingefangen wird.
In Fig. 9, welche ein Diagramm der Energiebänder zu Fig. 5 darstellt, sind verbotene Bereiche 36 und 37, Valenzbänder 38 und 39, Leitungsbänder 40 und 41 entsprechend den dielektrischen Schichten 23 und 24 (Fig. 5) abgebildet. Bei der Schicht 1 im Valenzband 15 (Fig. 9) ist ein "Loch" 42 und im Leitungsband 17 ein Elektron 43 gezeigt, welches durch entsprechende Einfangzentren 30 des Bereiches 2 während der Aufzeichnung des optischen Signals 14 eingefangen wird.
Die Arbeitsweise des Wandlers zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal ist, wie folgt.
Das das optische Signal 14 (Fig. 1) tragende Photon wird z. B. in der Elektrode 9 absorbiert, demzufolge wird die Fotoemission des Elektrons 7 (Fig. 2)
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bzw. des "Lochs" 8 (abhängig von der Polarität der elektrischen Verschiebung an der Quelle 11) entsprechend in das Leitungsband 17 bzw. in das Valenzband 15 der Schicht 1 (Fig. 1) möglich. Danach wird das fotoemittierte Elektron 7 (Fig. 2) bzw. das "Loch" 8 entsprechend durch die Einfangzentren 5 oder 6 eingefangen. Somit wird in der Schicht 1 (Fig. 1) längs ihrer Oberfläche eine Ladung formiert, und die Größe ihrer Oberflächenladungsdichte entspricht der Raumstruktur des Signals 14, das auf den Wandler projiziert wird, was bedeutet, daß das Signal 14 aufgezeichnet ist.
Das durch diese Ladung bedingte elektrostatische Feld dringt in die Schicht 3 ein und formiert in dieser Schicht das entsprechende Potentialrelief, und wenn in verschiedenen Punkten der Oberfläche der Schicht 3, die an der Seite der Schicht 1 liegt, z. B. die Größe der fotoelektromotorischen Kraft gemessen wird, so wird ihre Größe dem in der Schicht 3 formierten Potentialrelief und folglich auch der Raumstruktur des registrierten optischen Signals entsprechen. Somit wird die aufgezeichnete optische Information abgelesen. Damit die Einfangzentren auf das zum sicheren Ablesen erforderliche Haftniveau praktisch innerhalb jeder für uns interessanten Zeit geladen werden, muß deren Konzentration bei vernünftigen Intensitäten des optischen Signals
11—2
10 cm übertreffen.
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Die Messung der Größe der fotoelektromotorischen Kraft (des Videosignals) in der Schicht 3 wird durch das Abtasten an ihrer Oberfläche mit dem fokussierten Lichtstrahl (in Fig. nicht gezeigt) an der Seite der transparenten Elektrode 9 vorgenommen. Die Quantenenergie in diesem Strahl muß geringer als die Breite des verbotenen Bereichs (Fig. 2) der Schicht 1 (Fig. 1) und größer als die Breite des verbotenen Bereichs 4 (Fig. 2) der Schicht 3 (Fig. 1) sein. Dieses Videosignal wird an der Belastung 12 getrennt und vom Ausgang
13 abgenommen.
Erfindungsgemäß wird die langwellige Grenze für die Aufzeichnung optischer Signale 14 durch die Energieschwelle zwischen dem Fermi-Niveau 19 (Fig. 2) und dem Boden des Leitungsbandes 17 für das Elektron 7 sowie zwischen dem Niveau 19 und der Grenze des Valenzbandes 15 für die "Löcher" 8 bestimmt.
Somit wurde die Aufzeichnung des optischen Signals
14 mittels der Fotoemission der Elektronen 7 und "Löcher" 8 aus der Elektrode 9 (Fig. 1) bewirkt.
Der Vorgang der Aufzeichnung der optischen Information des Elektrons bzw. des "Lochs" (in Fig. nicht gezeigt) entsprechend aus dem Valenzband 16 (Fig. 2) bzw. aus dem Leitungsband 18 der Schicht 3 (Fig. 1) ist dem obengeschilderten ähnlich.
Je dünner die Schicht 1 (Fig. 1) ist, desto größer ist der Einfluß des elektrostatischen Feldes der Ladung, die von den Einfangzentren 5, 6 (Fig. 2) zum Formieren des Potentialreliefs in der Schicht 3 (Fig. 1) eingefangen wurde, und folglich desto höher ist die Empfindlichkeit des Wandlers. Eine vernünftige Beschränkung von oben für die Dicke der Schicht beträgt von 1 bis 5 um.
Erfindungsgemäß beseitigt die dielektrische Schicht 21 (Fig. 3) das Shunten des Videosignals im Falle eventueller Bildungen von Mikroporen in der Schicht 1
Das Elektron 31 (Fig. 7) wird auf die Einfangzentren aus dem Band 16 der Schicht 3 (Fig. 3) fotoemittiert.
Die Energieschwellen zwischen den Böden der Leitungsbänder 17 und 29 (Fig. 7) und zwischen den Grenzen der Valenzbänder 15 und 28 entsprechend den Schichten 1 und 21 (Fig. 3) verhindern den freien Durchfluß der Ladungsträger durch die Schicht 1, was die Wahrscheinlichkeit ihres Einfangens durch die Einfangzentren 30 (Fig. 7) und folglich die Empfindlichkeit des Wandlers erhöht. Die genannten Schwellen entstehen immer, da die Breite des verbotenen Bereiches 27 (Fig. 7) der Schicht 21 (Fig. 3) weitaus größer als die Breite des verbotenen Bereichs 2 (Fig. 7) der Schicht 1 (Fig. 3) in allen vom Standpunkt der Anwendung interessanten Fällen ist.
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Im übrigen ist die Arbeitsweise des Wandlers ähnlich der obengeschilderten.
Die Einschränkung des freien Durchflusses der Ladungsträger durch die Schicht 1 (Fig. 4) ist möglich dank dem Verhältnis zwischen den Energien der verbotenen Bereiche 2 und 32 (Fig. 8) sowie den energetischen Lagen der Böden der Leitungsbänder 17 und 34 und der Grenzen der Valenzbänder 15 und 33 entsprechend der Schicht 1 (Fig. 4) und der dielektrischen Schicht 22.
Dabei wird das Elektron 35 auf die Einfangzentren 30 (Fig. 8) fotoemittiert. Die Arbeitsweise des Wandlers ist ähnlich der obengeschilderten·
Das Vorhandensein von zwei dielektrischen Schichten 23, 24 (Fig. 5) gewährt die Möglichkeit, gleichzeitig den freien Durchfluß sowohl der Elektronen 43 (Fig. 9) als auch der "Löcher" 42 durch die Schicht 1 zu beschränken. In diesem Fall wird die langwellige Grenze für die Aufzeichnung optischer Signale 14 durch die Breite des verbotenen Bereichs 2 (Fig. 9) der Schicht 1 (Fig. 5) bestimmt.
Die Photonenabsorption bringt die Entstehung des Elektrons 43 (Fig. 9) und des "Lochs" 42 mit sich, die im Fremdfeld getrennt und durch die Einfangzentren 30 eingefangen werden.
Erfindungsgemäß funktionieren dabei die entstandenen Energieschwellen (die Schwelle für das Elektron 43
und die für das "Loch" 42) paarweise. Die Schwellen werden, wie folgt, gebildet: das Schwellenpaar,
d. h. die Schwelle zwischen den Böden der Bänder
17 und 40 entsprechend der Schicht 1 (Fig. 5) und
der dielektrischen Schicht 23 und die Schwelle zwischen den Grenzen der Valenzbänder 15 und 39 (Fig. 9) entsprechend der Schicht 1 (Fig. 5) und der dielektrischen Schicht 24, sowie das Schwellenpaar, d.h. die Schwelle zwischen den Böden der Bänder 17 und 41 (Fig. 9) entsprechend den Schichten 1 und 24 (Fig. 5) und die Schwelle zwischen den Grenzen der Valenzbänder 15
und 38 (Fig. 9) entsprechend den Schichten 1 und
23 (Fig. 5) .
Im übrigen ist die Arbeitsweise des Wandlers ähnlich der obengeschilderten·
Bei Verwendung der Wandler mit einer großen Arbeitsfläche der Halbleiterschicht 1 (Fig. 6) verschiebt
sich die Quecksilbersonde 25 über ihre freie Oberfläche mittels einer beliebigen bekannten Vorrichtung (in
Fig. nicht gezeigt). Die Benutzung der Sonde 25
verringert die große Kapazität eines solchen Wandlers, die zum Teil das Videosignal shuntet. Die Verwendung der Quecksilbersonde 25 schließt erfindungsgemäß das 100 %-ige Shunten an der gesamten Fläche der Schicht 1 aus, falls in dieser Mikroporen vorhanden sind.
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Der Sinusgenerator 26 erregt Wechselstrom, der durch den Wandler und die Belastung 12 fließt, was bei entsprechender Wahl dieser Belastung 12 die Möglichkeit gewährt, die dynamische Kapazität zu messen, deren Größe wie auch die der fotoelektromotorischen Kraft dem in der Schicht 1 formierten Potentialrelief entsprechen, was das Ablesen der aufgezeichneten Information ermöglicht.
Leerseite

Claims (11)

  1. Patentansprüche
    (jft, Wandler zum Umwandeln elektromagnetischer Strahlung in ein elektrisches Signal, welcher zwei miteinander verbundene Halbleiterschichten
    (1 und 3) mit unterschiedlichen Breiten der verbotenen Bereiche (2 und 4), die einen Sperrkontakt für die Ladungsträger mit gleichem Vorzeichen bilden, sowie
    zwei Elektroden (9 und 10) enthält, von denen eine an der Seite der freien Oberfläche der Halbleiterschicht (1) mit einer größeren Breite des verbotenen Bereichs (2) und die andere an der Seite der freien Oberfläche der Halbleiterschicht
    (3) mit einer geringeren Breite des verbotenen Bereichs (4) liegen,
    530-(P 89577-E-6D-TSC
    dadurch gekennzeichnet , daß
    die Halbleiterschicht (1) mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs (2) aus einem Material mit einer Struktur hergestellt ist, die imstande ist, einen Sperrkontakt für die Ladungsträger auch mit anderem Vorzeichen zu sichern.
  2. 2. Wandler nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Materialstruktur der Halbleiterschicht (1) mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs (2) neben der Fähigkeit, einen Sperrkontakt für Ladungsträger mit beiden Vorzeichen zu sichern, über die zusätzliche Fähigkeit verfügt, Einfangzentren (5, 6; 30) der Ladungsträger zu bilden.
  3. 3. Wandler nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Material mit der Struktur, die imstande ist, den Sperrkontakt für die Ladungsträger mit beiden Vorzeichen zu sichern und die Einfangzentren (5, 6; 30) der Ladungsträger zu bilden, kompensiertes Zinkselenid mit einem Kompensationsgrad von fast 100 % ist.
  4. 4. Wandler nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Konzentration der Einfangzentren (5, 6; 30) der Ladungsträger im Material der Halbleiterschicht (1)
    mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs (2) 1011 cm"2 übertrifft.
  5. 5. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht (1) mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs (2) eine Dicke unter 5 lim hat.
  6. 6. Wandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine dielektrische Schicht (21 oder 22 oder 23 oder 24) enthält, welche mit der Halbleiterschicht (1) mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs (2) verbunden ist.
  7. 7. Wandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (22 oder 24) mit der Halbleiterschicht (3) mit der geringeren Breite des verbotenen Bereichs (4) zusätzlich verbunden ist.
  8. 8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine dielektrische Schicht (23) enthält, welche zwischen der Elektrode (9) und der freien Oberfläche der Halbleiterschicht (1) mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs (2) liegt.
  9. 9. Wandler nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
    daß jede dielektrische Schicht (21, 22, 23,.24) eine Dicke von 5 bis 1000 nm hat.
  10. 10. Wandler nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Elektrode (9), welche an der Seite der freien Oberfläche der Halbleiterschicht (1) mit der größeren Breite des verbotenen Bereichs (2) liegt, als Spitzenelektrode (25) verstellbar ausgebildet ist.
  11. 11. Wandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
    daß als Spitzenelektrode eine Quecksilbersonde (25) vorgesehen ist.
DE19813141956 1980-10-23 1981-10-22 Wandler zum umwandeln elektromagnetischer strahlung in ein elektrisches signal Granted DE3141956A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802995104A SU915683A1 (ru) 1980-10-23 1980-10-23 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в электрический сигнал на основе структуры

Publications (2)

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DE3141956A1 true DE3141956A1 (de) 1982-06-16
DE3141956C2 DE3141956C2 (de) 1989-09-07

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ID=20922673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813141956 Granted DE3141956A1 (de) 1980-10-23 1981-10-22 Wandler zum umwandeln elektromagnetischer strahlung in ein elektrisches signal

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JP (1) JPS57103372A (de)
DE (1) DE3141956A1 (de)
FR (1) FR2493046B1 (de)
GB (1) GB2087645B (de)
IT (1) IT1168456B (de)
SU (1) SU915683A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59115A (ja) * 1982-06-25 1984-01-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光フアイバの融着接続方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2026411A1 (de) * 1969-05-30 1971-12-16 Inst Fuer Halvledarforskning A Halbleiterelement mit Ladungsspeicher effekt und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2636992A1 (de) * 1975-08-20 1977-02-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Photoleiterelement und verfahren zur herstellung des elements
US4016586A (en) * 1974-03-27 1977-04-05 Innotech Corporation Photovoltaic heterojunction device employing a wide bandgap material as an active layer
US4176275A (en) * 1977-08-22 1979-11-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Radiation imaging and readout system and method utilizing a multi-layered device having a photoconductive insulative layer

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1044494A (en) * 1965-04-07 1966-09-28 Mullard Ltd Improvements in and relating to semiconductor devices
FR2137184B1 (de) * 1971-05-14 1976-03-19 Commissariat Energie Atomique
GB1553684A (en) * 1976-08-20 1979-09-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Photoconductive devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2026411A1 (de) * 1969-05-30 1971-12-16 Inst Fuer Halvledarforskning A Halbleiterelement mit Ladungsspeicher effekt und Verfahren zu seiner Herstellung
US4016586A (en) * 1974-03-27 1977-04-05 Innotech Corporation Photovoltaic heterojunction device employing a wide bandgap material as an active layer
DE2636992A1 (de) * 1975-08-20 1977-02-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Photoleiterelement und verfahren zur herstellung des elements
US4176275A (en) * 1977-08-22 1979-11-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Radiation imaging and readout system and method utilizing a multi-layered device having a photoconductive insulative layer

Also Published As

Publication number Publication date
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JPS57103372A (en) 1982-06-26
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