Способ измерения фотоферромагнитного эффекта в магнитных полупроводниках


H01L31 - Полупроводниковые приборы, чувствительные к инфракрасному излучению, свету, электромагнитному, коротковолновому или корпускулярному излучению, предназначенные либо для преобразования энергии такого излучения в электрическую энергию, либо для управления электрической энергией с помощью такого излучения; способы или устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы приборов (H01L 51/00 имеет преимущество; приборы, состоящие из нескольких компонентов на твердом теле, сформированных на общей подложке или внутри нее, кроме приборов, содержащих чувствительные к излучению компоненты, в комбинации с одним или несколькими электрическими источниками света H01L 27/00; кровельные покрытия с приспособлениями для размещения и использования устройств для накопления или концентрирования энергии E04D 13/18; получение тепловой энергии с

Владельцы патента RU 2352929:

Институт физики Дагестанского научного центра Российской академии наук (ГУ) (RU)

Изобретение относится к области полупроводниковой техники и электроники. Способ измерения фотоферромагнитного эффекта в магнитных полупроводниках заключается в измерении э.д.с., возникающей во вторичной обмотке трансформатора, намотанной на смежный участок сердечника из магнитного полупроводника в виде сдвоенного кольца. Первичная обмотка трансформатора представляет собой две катушки, намотанные на несмежные стороны сдвоенного кольца симметрично относительно плоскости симметрии, разделяющей сердечник на два кольца. В результате разбаланса в последовательно и в противофазе соединенных с выходом генератора синусоидальных сигналов противоположно направленных и одинаковых по величине магнитных потоков, пронизывающих вторичную обмотку, вследствие освещения строго половины сердечника по одну сторону от указанной плоскости симметрии, в этой обмотке возникает э.д.с., пропорциональная изменению магнитной проницаемости под действием света. Предлагаемый компенсационный метод позволяет проводить измерения амплитуды фотоферромагнитного эффекта на более чувствительных шкалах измерительных приборов. 1 ил.

 

Изобретение относится к области полупроводниковой техники и электроники, может быть использовано в научно-исследовательских институтах и технологических лабораториях.

Для измерения фотоферромагнитного эффекта (эффекта изменения динамической магнитной проницаемости) в магнитных полупроводниках в основном используется метод измерения собственной частоты автогенератора, собранного на основе колебательного контура, содержащего тороидальную катушку, намотанную на полупроводниковый сердечник [1] или метод измерения коэффициента передачи трансформатора, намотанного на такой же сердечник [2]. Метод на основе автогенератора не позволяет проводить частотные характеристики указанного эффекта. А метод на основе трансформатора не отличается необходимой чувствительностью, так как приходится измерять довольно слабые изменения величины электрического тока под действием света на фоне значительных токов, генерируемых в процессе измерения во вторичной обмотке трансформатора.

Так, в [2] описана методика измерения зависимости действительной и мнимой частей магнитной проницаемости кристаллов CdCr2Se4 от интенсивности падающего на него света в диапазоне частот питающего напряжения от 0.1 до 103 кГц. Первичная обмотка трансформатора, состоящая из равномерно намотанных на тороидальный сердечник из образца нескольких витков тонкого изолированного медного провода, питается генератором синусоидальных сигналов через опорное сопротивление R, регулирующее величину электрического тока по нему. От вторичной обмотки из десятка витков такого же провода электрический сигнал вместе с опорным напряжением поступает на фазовый детектор, а затем на регистрирующее устройство. Отношение электрических напряжений на входе и выходе трансформатора пропорционально магнитной проницаемости образца. При неизменном напряжении на первичной обмотке величина напряжения на вторичной обмотке характеризует относительное изменение динамической магнитной проницаемости образца в зависимости от температуры и интенсивности падающего света.

Техническим результатом данного изобретения является разработка нового способа регистрации фотоферромагнитного эффекта, который лишен вышеприведенных ограничений.

С этой целью, для регистрации изменения динамической магнитной проницаемости под действием света, трансформатор намотан на сдвоенное кольцо в виде цифры 8, вырезанное из плоскопараллельной пластинки магнитного полупроводника 1 (чертеж). Две содержащие одинаковое количество витков катушки 2 и 3, которые составляют первичную обмотку трансформатора, намотаны симметрично на равные по длине дуги несмежные симметричные относительно плоскости симметрии, разделяющей сердечник на два кольца, участки сдвоенного кольца. Катушки 2 и 3 соединенны последовательно так, чтобы при подключении к ним электрического напряжения от генератора синусоидальных сигналов Г, магнитные потоки 21 и 31, соответствующие электрическому току в этих катушках и пронизывающие витки третьей катушки 4, намотанной на смежные участки сдвоенного кольца, были противоположны по направлениям и компенсировали друг друга. При таком подключении обмоток 2 и 3 незначительная э.д.с., индуцируемая в катушке 4, позволяет проводить измерения фотоферромагнитного эффекта на более чувствительных шкалах селективного микровольтметра мкВ. Селективный микровольтметр поключен после фазового детектора ФД, опорное напряжение к которому подается также от генератора Г. При измерениях по этой схеме, используя светонепроницаемый экран Э, освещение проводится строго одной только половины сдвоенного кольца. Разбаланс магнитных потоков, возникающий при изменении магнитной проницаемости образца в освещаемой половине, приводит к появлению на селективном микровольтметре мкВ сигнала пропорционального этому изменению.

На чертеже приведена схема подключения трансформатора, намотанного на сердечник в виде сдвоенного кольца из магнитного полупроводника, к генератору синусоидальных сигналов Г и селективному микровольтметру мкВ. R - опорное сопротивление, ФД - фазовый детектор.

От генератора синусоидальных сигналов на первичную обмотку трансфороматора подавалось напряжение с частотой 10000 Гц, обеспечивающее силу тока в 1 мА. Селективный усилитель (микровольтметр) показывал практически нулевое напряжение на выходе вторичной обмотки. При освещении сердечника трансформатора светом от лампы накаливания в 100 Вт, показания микровольтметра не меняются. При освещении только одной половины сердечника этим же светом микровольтметр показывает значение напряжения порядка 100 мкV. Нормированные кривые температурного хода фотоферромагнитного эффекта, записанного предлагаемым способом и методом автотрансформатора, идентичны.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Г.И.Виноградова. Магнитные полупроводники. Москва, Наука, №139, С.3, 1982.

2. Г.И.Виноградова, P.P.Гареев. Труды ФИАН, т.44, Москва, Наука, с.32, 1993.

Способ измерения величины фотоферромагнитного эффекта, включающий регистрацию изменения под действием света коэффициента передачи трансформатора с замкнутым сердечником из магнитного полупроводника, отличающийся тем, что из плоскопараллельной пластинки магнитного полупроводника вырезают сдвоенное кольцо в виде цифры 8, на равные по длине дуги несмежные симметричные относительно плоскости симметрии, разделяющей сердечник на два кольца, на участки сдвоенного кольца наматывают две содержащие одинаковое количество витков катушки, которые составляют первичную обмотку трансформатора, последовательно соединяют их к генератору синусоидальных сигналов так, чтобы в смежном участке сдвоенного кольца магнитные потоки, соответствующие току в этих катушках были противоположны друг другу, наматывают на смежный участок третью катушку и соединяют ее с селективным микровольтметром, освещают сдвоенное кольцо с помощью светонепроницаемого экрана строго в одной половине по указанной плоскости симметрии, снимают показания микровольтметра, пропорциональные э.д.с., возникающей при изменении динамической магнитной проницаемости в освещаемой стороне сдвоенного кольца и разбалансе при этом двух магнитных потоков в смежном участке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к работе модуля формирования сигнала изображения и устройства для формирования сигнала изображения. .

Изобретение относится к области авиационно-космической техники, в частности к производству каркасных конструкций из трубчатых или стержневых элементов из композиционных материалов (КМ), и может быть использовано при разработке и изготовлении каркасных изделий, например элементов космических платформ или каркасов створок солнечных батарей.

Изобретение относится к области солнечной энергетики. .

Изобретение относится к термофотоэлектрическим генераторам для преобразования тепловой энергии в электрическую энергию. .
Изобретение относится к электронной технике, а именно к технологии изготовления полупроводниковых фотопреобразователей (ФП), и может быть использовано в производстве возобновляемых источников энергии.

Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и может быть использовано при формировании солнечных элементов и каскадных преобразователей на их основе.

Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и может быть использовано в технологических процессах при производстве солнечных элементов. .

Изобретение относится к области разработки и производства фотопреобразователей света и может быть использовано для преобразования мощности света в электрическую мощность.

Изобретение относится к магнитометрии, конкретно к неразрушающему магнитному контролю динамических параметров изделий из ферромагнитных материалов, используемых в различных отраслях техники и подвергающихся в процессе эксплуатации динамическим механическим воздействиям.

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и может быть использовано при исследовании магнитных свойств веществ и материалов в следующих областях: физика магнитных явлений, геофизика.

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и может быть использовано при исследовании магнитных свойств веществ и материалов в следующих областях: физика магнитных явлений, геофизика.

Изобретение относится к области твердотельной электроники и может быть использовано при создании датчиков магнитного поля и портативных активных магнитных антенн.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к средствам измерения характеристик постоянного магнитного поля открытых магнитных систем. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения магнитной индукции (напряженности) переменных магнитных полей. .

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым приборам, осуществляющим неразрушающий контроль качества различных металлоконструкций.

Изобретение относится к области измерения индукции магнитного поля, созданного подвижным объектом, на фоне помех от линии электротяги на постоянном токе. .

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения характеристик магнитных полей, и может быть использовано, в частности, на железнодорожном транспорте для регистрации магнитной индукции в рельсах.

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к способу термообработки образца для калибровки и настройки устройств магнитного контроля и конструкции данного образца, изготовленного этим способом.

Изобретение относится к области полупроводниковой техники и электроники

Наверх