CC BY
71
УДК 621.382:530.93:365.2
Б.Х. Каримов, Н.Р. Рахимов, Ш.Б. Каримов
СГГ А, Новосибирск, ФерГУ, Фергана
МАЛОГАБАРИТНЫЙ ФОТОГЕНЕРАТОР НА ОСНОВЕ АФН-ПЛЕНОК
АФН-пленок (аномального фотонапряжения) [1-4] представляют собой функциональный преобразователь, трансформирующий световой поток интенсивности Ф0 в аномально большое фотонапряжение УАФН. Соответственно принятой модели [5] эта трансформация складывается из трех этапов.
Во-первых, создания фототока 1Фо, обусловленного фотогенерацией и пространственным разделением неравновесных носителей на каждом микро-р-п-переходе. Во-вторых, возникновения элементарных напряжений на микро-р-п-переходах в результате накопления объемных зарядов, создаваемых фототоком. В-третьих, формирования аномально большого фотонапряжения путем суммирования элементарных фотонапряжений на р-п-переходах.
В настоящие статье нами рассмотрена способы создание фотогенератора с повышенными фотонапряжениями на основе АФН-пленок, светочувствительностью и надёжностью работы.
Поставленная задача решается тем, что способ изготовления фотогенератора включает напыление термическим испарением при температуре 250-300° и давление 133,32* 10”5 Па на внешнюю поверхность подложки АФН-пленки из теллурида кадмия СёТе, нанесение светоотражающего слой на внутреннюю противоположную поверхность подложки при температуре 300 °С и давление 1333,32-10‘4 Па, напыление контактов на аномально фотонапряжённую плёнку. При этом одну из торцевых сторон подложки выполняют усеченной формы под углом 450, аномально напряженную пленку легируют германием Ое, наносят светоотражающий слой из алюминия А1 на внутреннюю поверхность подложки и одновременно напыляют контакты на одну из торцевых сторон аномально фотонапряжённой плёнки, все торцевые стороны фотогенератора, кроме усеченной, покрывают светонепроницаемым слоем.
Повышенные фотонапряжения, светочувствительность и надёжность работы фотогенератора достигается тем, что на пленку нанесен легирующий слой германия Ое, светоотражающий слой выполнен из алюминия А1, одна торцевая сторона подложки выполнена усеченной под углом 450, контакты выполнены сверху на одной из торцевых сторон пленки, на все торцевые стороны фотогенератора, кроме усечённой, наносят светонепроницаемый слой, а также за счет того, что одну из торцевых сторон подложки выполняют усеченной формы под углом 450, аномально напряженную пленку легируют германием Ое, и одновременно наносят светоотражающий слой из алюминия А1 на внутреннюю поверхность подложки, все торцевые стороны фотогенератора, кроме усечённой, покрывают светонепроницаемым слоем.
На рис. 1. показан фотогенератор, которой включает подложку 1 из стекла, на внешнюю поверхность которой нанесена АФН-пленка 2 из теллурида кадмия СёТе, а на внутреннюю светоотражающий слой 3 и контакты 4.На пленку 2 нанесен легирующий слой 5 из германия Ое. Светоотражающий слой 3 выполнен из алюминия А1. Одна торцевая сторона 6 подложки выполнена усеченной формой под углом 450. Контакты 4 выполнены сверху на одной из торцевых сторон пленки 2. На все торцевые стороны фотогенератора, кроме усечённой торцевой стороны 6, нанесен светонепроницаемый слой 7. Для измерения фотонапряжения и тока короткого замыкания к контактам 5 подключен электрометр 8.
в
5
Рис. 1. Устройства малогабаритного фотогенератора
Покрывают все торцевые стороны фотогенератора, кроме усечённой торцевой стороны 6, светонепроницаемым слоем 7.
Стеклянную подложку 1 располагают под углом 450 между направлением молекулярного пучка и нормалью к подложке
Фотогенератор работает следующим образом. Через торцевую усеченную сторону 6 подложки 1, являющуюся светопропускающим участком, поток света освещенностью 104 лк поступает на светопоглощающую АФН-плёнку 2 из теллурида кадмия, на которой расположен легирующий слой 5 из германия Ое. Часть падающего потока света с интенсивностью 1о, прошедшего через торцевую усечённую сторону 6, попадает светоотражающий слой 3 из алюминия А1 и отражаясь от него, поступает на светопоглащающую плёнку 2 из теллурида кадмия, в результате происходит дополнительное поглощение света и увеличивается генерируемое фотонапряжения. При поступлении потока света на светопоглащающую плёнку 2 из теллурда кадмия в ней происходит преобразование потока света в электрическое напряжение.
Увеличения фотонапряжения происходит за счет уменьшения потерь потока света. Чувствительность фотогенератора увеличивается при отклонении падающего пучка света 0,2-0,5 мм от его оси. Фото генератор
генерирует фотонапряжение, равное 300-390 В при освещённости 104 лк. Светочувствительность во взаимно-перпендикулярных составляет 50В/мм при отклонении пучка света на 0,2-0,5 мм от его оси.
Светочувствительность фотогенератора определяют в режиме тока короткого замыкания при освещении монохроматическим светом без подключения регулируемого источника электрического напряжения. Тока короткого замыкания измеряют электрометром 8.
Герметичность светонепроницаемого слоя 7 повышает надежность и стабильность выходных характеристик фотогенератора.
Светоотражающий слой 3 из алюминия позволяет увеличить светочувствительность фотогенератора при малых интенсивностях света.
Фотогенераторы полученные данным способом, могут найти широкое применение в качестве источника напряжения в схемах оптоэлектроники, геодезии, лазерной технике, а также юстировки квантовых генераторов в оптических системах. Такие фотогенераторы не требуют источников питания и, прости в их изготовлении.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Рахимов Н.Р. АФН-пленки и их применение /Н.Р. Рахимов, А.Н. Серьёзнов. -Новосибирск: СибНИА, 2005. - 64 с.
2. Рахимов Н.Р., Мамадалиева, Л.К. // Изв. вузов. Приборостроение. - 2004. - Т 47. - № 8. - С. 53-56.
3. Патент РУз IAP 02610 от 25.02.2003. Способ получения фотогенераторов / Н.Р. Рахимов, А.М. Касымахунова, Ш.Ю. Усманов
4. Фридкин В.М. Фотосегнетоэлектрики / В.М. Фридкин. - М.: Наука, 1979.
5. Адирович Э.И. Фотоэлектрические явления в полупроводниках и оптоэлектроника / Э.И. Адирович. - Ташкент: Фан, 1972.
© Б.Х. Каримов, Н.Р. Рахимов, Ш.Б. Каримов, 2007
