Фотоэлектромагнитный приемник

 

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, а именно к приемникам излучения, н может быть использовано для создания фотоприемников на основе антимонида индия, твердого -раствора кадмий-ртуть-теллур и других. Цель изобретения - уменьшение весогабаритных характеристик приемника . Фотоэлектромагнитный приемник содержит подложку, размещенную на ней полупроводниковую пластину с контактами . Подложка вьтолнена из анизотропного высококоэрцитивного ферромагнетика , имеющего доменную структуру с прямолинейной границей между каждой парой доменов, намагниченность в которых противоположна друг другу и перпендикулярна плоскости подлож-ки. Полупроводниковая пластина размещена над доменными границами. Подпожка содержит дополнительную пластину из изотропного низкокоэрцитивного ферромагнетика . 1 э.п. ф-лы, 1 ил. с сл

СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 Н 01 Ь 31/02

1 Ф т I 11I Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (46) 30. 06. 90. Бюл. У 24 (21) 4012726/24-25 (22) 26.12.85 (72) Е.П. Антонец и В.А. Иорозов (53) 621.382(088,8) (56) Фотоприемники видимого и ИК-диапазонов. Под ред. P.Äæ.Êèåñà,ïåð. с англ. под ред. В.И. Стафеева. И.: Радио и связь, 1985, с. 66.

Патент США 11 3408499, кл. 250/211, 1981 ° (54) 40TO3JIEKTPOMAI HHTIIbN (57) Изобретение относится к полупроводниковой электронике, а именно к приемникам излучения, и может быть ис" польэовано для создания фотоприемников на основе антимонида индия, твердого раствора кадмий-ртуть-теллур и

„„90„„13714 74 других. Цель изобретения — уменьшение весогабаритных характеристик приемника. Фотоэлектромагнитный приемник содержит подложку, размещенную на ней полупроводниковую пластину с контактами. Подложка выполнена из анизотропного высококоэрцитивного ферромагнетика, имеющего доменную структуру с прямолинейной границей между каждой парой доменов, намагниченность в которых lipoTHBOIIoJIOJKHB друг другу и перпендикулярна плоскости подложки.

Полупроводниковая пластина размещена над доменными границами. Подложка содержит дополнительную пластину иэ изотропного низкокоэрцитивного ферромагнетика. 1 э.п. ф-лы, 1 ил.

<О

1371474 где xz—

20

Изобретение относится к полупроводниковой оптоэлектронике, а именно к приемникам излучения, и может быть использовано для создания фотоприемников на основе антимонида индия, твердого раствора кадмий-ртуть-теллур (КРТ) и других.

Целью изобретения является умень" шение весогабаритных характеристик фотоэлектромагнитного приемника (ФЭМприемника).

На чертеже показан предлагаемый приемник.

ФЭМ-приемник содержит подложкУ 1, выполненную иэ высокозрцитивного ферромагнетика. В ферромагнитной лоцложке 1 сформированы домены 2, намагниче«ность которых противоположна друг другу и перпендикулярны плоскости подложки 1, На подложке 1 размещена фоточувствительнач полупроводниковая пластина 3 с омическими контактами 4 и 5, к которым присоединены электрические выводы б и 7. Плаети«а 3 раз-мещена нал границей 8 между доменами 2.

Подложка может быть размещена «а дополнительной ферромагнитной пластине 9.

Пластина 3 выполнена либо в виде прямоугольной псле. :ck с контактами

«а краях I случае двух доменов, либо в виде у",êèõ полосокг образующих форму змейки, при этом каждая полоска расположена «ап тр«EIIIIIek; R между доменами.

Пластина 9 вы«оп«несся и.-; низкокоэрци гивного II отроц ого ферромагне— тика >I пред«азначен» лля замьпсапия магни,tknl лотока с одной.,,còîpîíû под.-ожкц, что приводит I; увеличе1«ло напряженкаcTII магнит«ого почв в полу проводниковой IIJIBcòkk«å.

Подложка 1 выполнена иэ ферромагпитнОго матерна«а, обладающего большой одноос«ой а«изотроииеи и коэрцитивнг стью, котолые достаточ«ы для удержания доменной структурь1 с намагниченностью, перце«дикулярной плоскости подложки.

Домены 2, сформированные в ферромагнитной подложке 1, в полупроводниковой пластине 3 создают магнитное поле с силовыми линиями, параллельны ми плоскости подложки 1. Напряженность магнитного полл описывается выражениями: в случае двух доменов

2 (x/z) +(1+ h/2z)

Н„(х г)= -р; — 1п (/ )г+(1 /2 )г в случае периодической доменной структуры

10 ЛХ ни ч н„(, )= р 5> (2) координата вдоль подложки 1; координата, перпендикулярная плоскости подложки 1; намагниченность материала подложки; период доменной структуры, состоящий из двух доменов; толщина подложки.

Из формул (1) и (2) следует, что максимум параллельной подложки, составляющей напряженности магнитного поля в обеих структурах находится

«ад границей между доменами 8. При удалении от подложки 1 она быстро уменьшается. Таким образом, магнитное поле локализуется практически

Э0 только II объеме полупроводниковой пла тини 3.

Намагниченность и доменах равна намагниченности насьпцения выбранного для подложки материала ферромагнетн" у,- ка. Оптимальная величина индукции магнитного поля, обеспечивающая максимальную чувствительность для ФЭМприемника на основе антимонида индия, составляет 4 кГс, для KPTгп 8 кГс. Тип ферромагнетика для подложек ФЭМ-приемников на антимониде индия и KPT нужно выбирать разный. Для

ФЭМ вЂ” приемника на основе КРТ подходит соединение Яшко, намагниченность

q5 которого в зависимости от марки находится в пределах 7,8-10,2 кГс; для

ФЭИ - приемника на основе антимонида индия подходят текстурованные бариевые или стронциевые ферриты, намагниченности которых лежат в пределах

3,2-5,6 кГс.

Доменные структуры искусственно создают внешним магнитным полем, поэтому используют ферромагнетики с выg8 соКоА коэрцитивностью. В таких матери алах доменная структура сохраняет распределение намагниченности, соэдачное внешним магнитным полем. При этом созданная доменная структура! .>714 не является термодинамически равновесной, но она устойчива, так ",ак удерживается большой коэрцитивностью материала, и силой, обусловленной

5 тем, что магнитные моменты в доменах находятся в намагничивающем поле соседних дсменсн

Пример. В простейшем случае для создания двух доменон склеивают 1р две ферромагнитные пластины с противоположно направленной намагниченностью. Место соединения двух пластин и торцам образует границу раздела между доменами. Фсрмирснание в ферро- 1 магнитной пластине доменной структуры Киттелевсксго типа осуществляют перемагничиванием ферромагнетика при пропускании импульсного тока ч р 1з фигурный проводник, спе raiar rro сфор- 2р мированный с помощью фотолитографии. иа поверхности ферромагнитной подложки 1. После перемагничив-.пия гровсдиик странливаегся.

Приемник работает следующим образом. г

1. Фотоэлектромагнитный приемник, содержащий подложку, размещенную иа ней фоточувствительную полупроводниксп ю пластину- с контактами, о т л и ч а o шийся тем, что, с цеЪО пью yr.еньшения весогабаритных характеристик при сохранении высокого быстродействия, подложка выполнена из

errr sovpcrrrr го высококорэцитивного феррсмагнетика, имеющего дом =rrr yta с >уктуру с прямолинейной границей между каждой парой дс .ннов-, намагниченность в каторьх прстиэополомсна.г друг другу и перпендикулярна плоскости подложки,. а полупроводниковая пластина размещена над доменными границамие

2. Приемник по и.1, с т л и ч а юшийся гем, что подложка содержит дополнительную пласт: ну из иэотропного низкокоэрцитивного ферромагнетика.

Принимаемое излучение поглощается в полупрс .сдииковсй пластине 3. Вбли-. зи ее поверхности излучение ссздае r неравнонесные носители заряда, Они диффуидируют в глубину полупроводника к неосвещенной поверхности. Движущиеся в глубину носители разделяю-.:r

:магнитным полем и создают ЭДС иа контактах 4 и 5 в разомкнутой цепи или ток в замкнутой. Лриемник может освещаться принимаемым излучением либо со стороны полупроводниковой пластины 3, либо, если используется ферромагнитная подложка 1 прозрачная для принимаемого излучения, со стороны подложки 1.

В приемниках с полупроводниковой пх астиной 3 в виде узких полосок, образующих змейку, полосоные домены

74

4 подложки создают поле протинсположн< гv, направления в каждой из цвух соседних полосках полупроводника 3, что определяет возможность последовательного сложения ЭДС, генерируемых излучением г r аждой полоске полупроводни ка, н общую ЭДС змейки. В такой конструкции сопротивление приемника увеличивается, соответстненно увеличивается чувствительность приемника.

Использование ферромагнитной под" ложки со сформированными в ней до" менами 2 позволяет исключить иэ конструкции приемника постоянный магнит, имеющий как правило наибольшие размеры, снижая тем самьпч его массу и габариты.

ФЭМ-приемник принимает плоскую пригоцную для охлжтдения с быстрым выходом н; ре ким конструкцию.

Формула и з о б р е т е и и я

1371474

Состав тель И. Бурлаков

Редактор Т. Горячева Техред, Л.Серд;кова "орректоР И. 111аро аи

Заказ 2146 Тираж 446 11одписиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж- 5, Раупская.наб., д. 4/5

Производственно-лолиграфичес <>» предприятие, r. Ужгород, ул. Ироектная, 4