Фотоприемник

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.07.75 (21) 2151701 26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 11 76 Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования описания 24.02.77 (») 516321 (51) М Кл

Н01 L 31/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэооретений н открытий (53) УДК

621.382 (088.8) (?2) Авторы изобретения А. С. Борщевский,А. А, Лебедев, И. A Мальцева, К. Овезов, Ю. В. Рудь и Ю. К. Ундалов (71) Заявитель

Ордена Ленина физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе (54) ФОТОПРИЕМНИК

Изобретение относится к фотоэлектричеи-м устройствам и может быть использовано в оптоэлектронных схемах.

Известны фотовольтаические приемники излучения, или приемники с p — n — переходом, действие которых основано на эффекте разделения носителей заряда разного знака энергетическим барьером; образование же электронно — дырочных пар вызывается поглощением падающего излучения в объеме полупроводника.

Фотовольтаические приемники выполняются, главным образом, на основе кремния, антимонида или арсенида индия, т.е. материалов оптически изотропных.

Известен фотоприемник, чувствительный к поляризации света, на основе ориентированного монокристалла, например кремния, и — типа с электрическими контактами в одной из выбранных плоскостей ориентации. Этот приемник выполнен на основе однородного, оптически изотропного кристалла и механизм его действия основан на эффекте увеличения носителей светом, который, в свою очередь, обуславливается, главным образом, анизотропией эффективной массы носителей заряда.

Недостатки такого приемника — необходимость

2 охлаждения до 78 К и сравнительно узкий спектральный диапазон, в котором может работать приемник.

Целью изобретения является обеспечение чувствительности фотоприемника к поляризации света в широком диапазоне длин волн (по крайней мере, в пределах 0,3 — 5 мкм), а также обеспечение возможности работы фотоприемника при комнатной температуре.

Эта цель достигается использованием в качестве фотоприемника оптически анизотропного монокристалла, например Cd Ge P, ñoäåðæàùåãî энергетический барьер, например р — n — переход.

Принимаемое излучение поглощается кристаллом. В кристалле возникают электронно — дырочные лары, которые разделяются барьером. Благодаря особенностям зонной струк-уры оптически анизотропного кристалла, имеющего одну оптическую ось (или две) и, следовательно, так называемое кристаллическое расщепление валентной зоны,и в соответствии с правилами отбора оптических переходов, величина возникающей на контактах фото. Э.д.с. соответствует углу р между электрическим вектсром Е электромагнитной волны (излучения) и на516321

)О

Составитель Ю. Мухортов

Техред Н. Андрейчук Корректор T. Чаброва

Редактор Н. Коляда

Заказ

5577/299 Тираж 963 Подид оное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 правлением оптической оси С кристалла, положение которой в кристалле определяется заранее.

Примером применения оптически анизотропного материала в качестве фотоприемника, чувствительного к поляризации излучения, служит представитель группы полупроводников типа А В С з

2 4 5 кристаллизующихся в структуре халькопирита с

42 группой симметрии D,1 . Химическии состав этого представителя определяется, например, формулой CdGeP . Кристалл этого полупроводника имеет ширину запрещенной зоны Eg = 1,72 эв при 300 С, прямые разрешенные переходы, является одноосным и обладает естественным двулучепреломлением. Диоды могут быть изготовлены на монокристаллических пластинках, вырезанных из объемных монокристаллических слитков вдоль оптической оси, либо на пластинках, выращенных из раствора — расплава с базовой плоскостью (112) .

Энергетический барьер создается с помощью диффузии из газовой фазы (р — п — переход) либо нанесением металла, например меди или индия (барьер

Шоттки) . Установлено, что сигнал фото — э.д.с. изменяется по периодическому закону. Такая поляризационная зависимость наблюдается в области

k5 >Eq Механизм поляризационной зависимости фото — э.д.с. определяется зонной структурой полупроводника и правилами отбора оптических переходов.

Расширение диапазона частот принимаемого излучения может быть осуществлено подбором полупроводника с соответствующей шириной запрещенной зоны. В частности, для этой цели могут служить кристаллы полупров одников группы

A2В4С25, а именно: CdGePq — 1,7 эв; CdGeAs — 0,65 эв; ZnGeP, — 2,0 эв и другие.

Формула изобретения

1. Фотоприемник, чувствительный к поляризации света, на основе ориентированного полупроводникового монокристалла с электрическими контактами, отличающийся тем, что, с целью расширения его спектрального диапазона и обеспечения возможности работы при комнатной температуре, он выполнен из оптически анизотропного монокристалла, например CdGeP q с энергетическим барьеро м.

2. Фотоприемник по п. 1, о тли чаю щи и с я тем, что он выполнен из монокристалла с р — n — переходом.