Nowak [563] opisał wykonane przez elebie z ZnxH9i - xT8 cienkowarstwo

we detektory FME rejestrujęce w temperaturze pokojowej promieniowanie pod­

czerwona o długościach fal z zakresu ^{2 H 2} ^m. Paul i Weiss [367] wykonali

2 9 0

-d e t e k t o r y F M E na b a z i e I n S b - N l S b , w k t ó r y c h -d o b r z e p r z e w o -d z ą c e w t r ą c e n i a , w p o e t a c l i g i e ł N I S b , b y ł y u s y t u o w a n e r ó w n o l e g l e d o k i e r u n k u p e d a n i a ś w i a ­ tła na e l e m e n t f o t o c z u ł y ( p a t r z r o z d z i a ł 6 . 7 ) . D e t e k t o r y t e p r a c o w a ł y w t e m p e r a t u r z e p o k o j o w e j i B i a ł y k i l k ę r s z y w i ę k s z ą c z u ł o ś ć n i ż d e t e k t o r y w y k o n a n e z m a t e r i a ł u J e d n o r o d n e g o . R e a g o w a ł y o n e na p r o m i e n i o w a n i e o d ł u ­ g o ś c i a c h fal m n i e j s z y c h o d l i pa, J e d n a k w d ł u g o f a l o w y m z a k r e s i e c z u ł o ś c i i c h d z i a ł a n i a J e e t p r a w d o p o d o b n i e w y w o ł a n e f o t o t e r m o m a g n e t y c z n y m e f e k t e m N e r n s t a - E t t l n g s h a u s e n a [ 3 6 7 j ( p a t r z r o z d z i a ł 5 . 2 ) .

L o o k [ 5 6 4 ] b a d a ł p r z y d a t n o ś ć n i e c h ł o d z o n y c h F M E d e t e k t o r ó w z G a A e : C r do r e j e s t r a c j i p r o m i e n i o w a n i a w i d z i a l n e g o o r a z p r o m i e n i o w a n i a z z a k r e s u b l i s k i e j p o d c z e r w i e n i ( k ^ l . 7 p n ) . D e t e k t o r y te m i a ł y J e d n a k g o r s z e p a r a ­ m e t r y n i ż n i e c h ł o d z o n e f o t o r e z y s t o r y . P o z a ty m , i c h d u ż a r e z y s t a n c j a p o w o ­ d o w a ł a , iż c h a r a k t e r y z o w a ł y s i ę o n e d u ż y s t a ł ą c z a s ó w ? ( o k o ł o 5 - 1 0 - 3 s).

L o o k [ 5 6 4 ] s t w i e r d z i ł r ó w n i e ż d o ś w i a d c z a l n i e , ż e d e t e k t o r y F M E p r a c u j ą c e w o b s z a r z e a b e o r p c j i d o m i e s z k o w e j są z n a c z n i e m n i e j p r z y d a t n e o d i n n y c h t y p ó w d e t e k t o r ó w p r o m i e n i o w a n i a . O c z y w i ś c i e , w y n i k a t o b e z p o ś r e d n i o z m e ­ c h a n i z m u z j a w i s k a FME. W w a r u n k a c h s ł a b e j a b s o r p c j i p r o m i e n i o w a n i a t r u d ­ niej J e s t w y w o ł a ć d u ż y g r a d i e n t k o n c e n t r a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u e l e k t r y c z n e ­ go, J a k i J e s t n i e o d z o w n y d o w y s t ą p i e n i a z j a w i s k a FME.

W s u m i e w i ę c C d x H 0 _ 1 Te d z i ę k i s w o i m z a l e t o m , d u ż e j r u c h l i w o ś c i n o ś ­ n i k ó w ł a d u n k u e l e k t r y c z n e g o o r e z m o ż l i w o ś c i w y k o n y w a n i a e l e m e n t ó w f o t o c z u - ły c h o r ó ż n e j s z e r o k o ś c i p r z e r w y e n e r g e t y c z n e j , s t a ł s i ę z d e c y d o w a n i a p o d ­ s t a w o w y m m a t e r i a ł e m s t o s o w a n y m d o p r o d u k c j i F M E d e t e k t o r ó w p r o m i e n i o w a n i a p o d c z e r w o n e g o .

P r o b l e m w p ł y w u w y m i a r ó w o r a z p a r a m e t r ó w f i z y c z n y c h e l e m e n t u f o t o c z u ł e - go n a p a r a m e t r y e k s p l o a t a c y j n e d e t e k t o r ó w F M E z o s t a ł o m ó w i o n y w r o z d z i a ­ ła c h 9 . 2 1 9 . 3 .

D r u g ą , p o e l e m e n c i e f o t o c z u ł y m , i s t o t n ą c z ę ś c i ą e k ł a d o w ą d e t e k t o r a FME, J e s t s t o s o w a n y w n i m o b w ó d m a g n e t y c z n y . K o n s t r u k c j a t e g o o b w o d u m u s i być b a r d z o s t a r a n n i e z a p r o j e k t o w a n a , g d y ż d e c y d u j e o n n i e t y l k o o c z u ł o ś c i d e ­ t e k t o r a , l e c z t a k ż e o J e g o w a d z e i w y m i a r a c h . M a g n e s s t a ł y d e t e k t o r a F M E p o w i n i e n b y ć w y k o n a n y z m a t e r i a ł u o d u ż e j s z c z ą t k o w e j i n d u k c j i m a g n e t y c z ­ nej. N a j c z ę ś c i e j o p i s y w a n o d e t e k t o r y F M E w y k o r z y s t u j ą c e m a g n e s y s t a ł e w y ­ k o n a n e z e s t o p u A l n i c o V [45, 82, 10 2 , 1 1 1 ,

165

] . P o z ę t y m o p i s y w a n o w y ­ k o r z y s t a n i e m a g n e s ó w f e r r y t o w y c h [l58, 1 6 2 , 5 5 7 , 5 5 9 ] . W c e l u J a k n a j s l l - n l e j s z e g o s k o n c e n t r o w a n i a p o l a m a g n e t y c z n e g o w o b s z a r z e z a j m o w a n y m p r z e z f o t o c z u ł y e l e m e n t p ó ł p r z e w o d n i k o w y d e t e k t o r a F M E m a g n e s y s t a ł e z a o p a t r u j e s i ę w s p e c j a l n e n a b i e g u n n l k l w y k o n a n e z m a t e r i a ł u o d u ż e j p r z e n i k a l n o ś c l m a g n e t y c z n e j , np. z e s t o l i A r m c o [

45

, 1 1 1 , 1 6 2 ] l u b m i ę k k i e g o ż e l a z a [l02, 1 6 5 , 5 5 7 ] . O d l e g ł o ś ć p o m i ę d z y n e b i e g u n n l k a n l p o w i n n a b y ć m o ż l i w i e j a k n a j ­ m n i e j s z e . N o l e ż y t a k ż e d ą ż y ć d o j a k n a j m n i e j s z e g o p o l a p r z e k r o j u p o p r z e c z ­ n e g o tej s z c z e l i n y . W o p i s y w a n y c h d e t e k t o r a c h F M E p r a k t y c z n i e w y k o r z y s t u ­ j e s i ę p o l a m e g n e t y c z n e o I n d u k c j i B S 1 T. P i o t r o w s k i [l62] w e w o j e j p r a c y z a u w a ż y ł , lż w i e l o k r o t n i e t a k i e p o l a m a g n e t y c z n e n i e s ą J e s z c z e

291

-o p t y m a l n e z e w z g l ę d u na w a r t -o ś ć c z u ł -o ś c i n a p i ę c i -o w e j d e t e k t -o r ó w FME. D a l ­ s z e z w i ę k s z e n i e w a r t o ś c i i n d u k c j i p o l a m a g n e t y c z n e g o m o ż e z w i ę k s z y ć z a r ó w ­ no c z u ł o ś ć n a p i ę c i o w ą . J a k 1 w y k r y w a l n o ś ć z n o r m a l i z o w a n ą d e t e k t o r ó w FME.

B r a k J e s t J e d n a k d o tej p o r y o p u b l i k o w a n y c h o p r a c o w a ń , k t ó r e z a j m o w a ł y b y s i ę p r o b l e m a m i o p t y m a l i z a c j i k o n s t r u k c j i o b w o d ó w m a g n e t y c z n y c h dla p o t r z e b d e t e k t o r ó w FME.

O b u d o w y d e t e k t o r ó w F M E m u s z ą być w y k o n y w a n e z n a t e r l e ł ó w d l e m e g n e t y c z - n y c h i p o w i n n y z a p e w n i a ć d o b r e o d p r o w a d z a n i e c i e p ł a do o t o c z e n i e . W p r a k ­ t y c e s t o s u j e się o b u d o w y w y k o n a n e z m o s i ą d z u [

102

] lub e l u m i n i u m [45].

P o n i e w a ż n a j c z ę ś c i e j p o p r z e z o d p o w i e d n i ą o b r ó b k ę p o w i e r z c h n i e l e m e n t u fo- t o c z u ł e g o z a b e z p i e c z a s i ę go p r z e d w p ł y w e m a t m o s f e r y o r a z s t e r z e n i e m , o b u ­ d o w y d e t e k t o r ó w F M E n i e m u s z ą b y ć h e r m e t y c z n e [45]. U p r o s z c z ą to z n a c z n i e ich k o n s t r u k c j ę . O b u d o w y d e t e k t o r ó w F M E z a w i e r a j ą s p e c j o l n e o k i e n k a w y k o n a n e z m a t e r i a ł u n i e a b s o r b u j ą c e g o p r o m i e n i o w a n i e r e j e s t r o w a n e p r z e z d e t e k ­ tor o r a z o d b i j a j ą c e g o m o ż l i w i e J a k n a j m n l e j e z ą c z ę ś ć p r o m i e n i o w a n i a p a d a ­ j ą c e g o n a nie. O k i e n k a p r z e p u e z c z a j ą c e p r o m i e n i o w a n i e p o d c z e r w o n e do d e ­ t e k t o r ó w F M E z C d j H g ^ T e w y k o n u j e się np. z Ć d T e l u b C d S [559].

W p r z y p a d k u d e t e k t o r ó w F M E w y k o n y w a n y c h z InSb s t o s o w a n o o k i e n k a z M g O [

45

, l ll], C e F 2 [

45

, 82, 102] o r a r s z a f i r u [45].

P ł y t k a m o n t a ż o w a , d o której p r z y m o c o w e n y Jest e l e m e n t f o t o c z u ł y d e t e k - tore FM E , m u e i z e p e w n i a ć d o b r e o d p r o w a d z a n i e c i e p ł a z t e g o e l e m e n t u , a j e d n o c z e ś n i e n i e m o ż e ona z w i e r e ć go e l e k t r y c z n i e . P ł y t k i m o n t a ż o w e w y k o ­ n u j e s i ę z m o s i ą d z u [l02] l u b k r z e m u [ 9 0 j , p r z y k l e j a j ą c do n i c h e l e ment f o t o c z u ł y za p o m o c ą k l e j ó w o dużej r e z y s t y w n o ś c i , np. ze p o m o c ą ż y w i c e p o ­ k s y d o w y c h [ 8 2 , 560] .

R y s u n k i k o n s t r u k c y j n e r ó ż n y c h d e t e k t o r ó w F M E z o e t e ł y z a m i e s z c z o n e m i ę ­ d z y i n n y m i w. p r e c s c h [45, 102, 1 6 5 , 5 6 5J.

9.1. P a r a m e t r y d e t e k t o r ó w p o d c z e r w i e n i u ż y w a n e d o o p i s u d e t e k t o r ó w FME

W ł a s n o ś c i d e t e k t o r ó w p r o m i e n i o w a n i a p o d c z e r w o n e g o p r z y j ę t o o p i s y w a ć za p o m o c ą c a ł e o o s z e r e g u ś c i ś l e o k r e ś l o n y c h p a r a m e t r ó w , k t ó r e u m o ż l i w i a j ą p o ­ r ó w n a n i e d e t e k t o r ó w r ó ż n y c h typów. P o n i ż e j z e s t a w i o n o p o d s t a w o w e d e f i n i c j e p a r a m e t r ó w u ż y w a n y c h d o o p i s u d e t e k t o r ó w FME.

C z u ł o ś c i ą n a p i ę c i o w ą R '’(•&)• d e t e k t o r a n a z y w a m y a t o s u n e k n a p i ę c i a s k u ­ t e c z n e g o V F M ę ne J e g o w y j ś c i u do w a r t o ś c i s k u t e c z n e j m o c y P^ p r o m i e ­ n i o w a n i a m o n o c h r o m a t y c z n e g o o d ł u g o ś c i fa l i & p o d a j ą c e g o na p o w i e r z c h n i ę

f o t o c z u ł ę d e t e k t o r a :

Rv (a) (

9

^.

1

^.

1

⁾

292

-O e ż e l i p r o m i e n i o w a n i e r e j e s t r o w a n a p r z e z d e t e k t o r o k r e ś l l n y p o p r z e z n a t ę ­ ż e n i e p r o m i e n i o w a n i a I4 [ w m -2] , to c z u ł o ś ć n a p i ę c i o w y m o ż n a z a p i s a ć w p o s t a c i :

R v (*-> * ( 9 . 1 . 2 )

g d z i e l z i 1^ o z n a c z a j ę s z e r o k o ś ć i d ł u g o ś ć e l e m e n t u f o t o c z u ł e g o . C z u ł o ś ć n a p i ę c i o w a R v (&) n i e p o z w a l a J e d n o z n a c z n i e o k r e ś l i ć n a t ę ż e ­ n i e r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a , g d y ż jej w a r t o ś ć J e s t d e t e r m i n o w a n a p o l e m p o w i e r z c h n i e l e m e n t u f o t o c z u ł e g o . P o z a tym p a r a m e t r t e n n i c n i e m ó ­ wi o s z u m a c h n a p i ę c i o w y c h g e n e r o w a n y c h p r z e z d e t e k t o r . W i e l k o ś c i # o p i s u j y - cy p r z y d a t n o ś ć d e t e k t o r a d o r e j e s t r a c j i p r o m i e n i o w a n i a o m a ł y m n a t ę ż e n i u Je s t tzw. m o c r ó w n o w a ż n a s z u m o m , o z n a c z a n a z a z w y c z a j s y m b o l s m i N E P (*,, f, û f ) l u b M D P f, A f ) . O z n a c z e n i a N E P i M D P sy s k r ó t a m i n a z w a n g i e l ­ s k i c h N o i s e E q u i v a l e n t P o w e r o r a z M i n i m u m D é t e c t a b l e Po w e r .

M o c r ó w n o w a ż n a s z u m o m NEP(i^, f, A f ) o z n a c z a c a ł k o w i t y m o c p r o n i e n i ó ^ w a n i a m o n o c h r o m a t y c z n e g o o d ł u g o ś c i f a l i & , k t ó r e w y w o ł a s y g n a ł w y j ś c i o ­ w y d e t e k t o r a r ó w n y w a r t o ś c i s k u t e c z n e j n a p i ę c i a s z u m ó w V 8 w p a ś m i e 4 f w o k ó ł c z ę s t o t l i w o ś c i p o m i a r o w e j f:

v . '. V . ■

NEP{fc, f , A f ) - p n - 2 - - jA. ( 9 . 1.3)

* P M E V

O o m i n u j y c y m r o d z a j e m s z u m ó w w d e t e k t o r a c h F M E p r a c u j y c y c h w t e m p e r a ­ t u r z e p o k o j o w e j sy s z u m y t e r m i c z n e D o h n s o n a - N y q u i s t a . S y g n a ł n a p i ę c i o w y w y w o ł a n y t y m i s z u m a m i m o ż n a o p i s a ć w z o r e m :

v s ’ U k BT R B A f ) 1 / 2 » ( 9 . 1 . 4 )

g d z i e fig o z n a c z a r e z y s t a n c j ę e l e m e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o d e t e k t o r a . Z a s a d n i c z y m ź r ó d ł e m s z u m ó w O o h n s o n a - N y q u i s t a sy f l u k t u a c j e s z y b k o ś c i d y ­ fuzji n o ś n i k ó w t ł a d u n k u ; e l e k t r y c z n e g o ! p o w o d u j y c e l o k a l n e f l u k t u a ­ cj e g ę s t o ś c i p r y d ó w p ł y n y c y c h d o k o n t a k t ó w . S z u m y te sy n i e z a l e ż n e o d c z ę ­ s t o t l i w o ś c i i w y s t ę p u j ę we w s z y s t k i c h p r z s w o d n i k s c h . N a l e ż y j e d n a k z w r ó ­ cić u w a g ę , iż K r u s e [82] s t w i s r d z i ł d o ś w i a d c z a l n i a d z i w n y fakt w z r o a t u s z u m ó w d e t e k t o r a F M E p r z y n i s k i c h c z ę s t o t l i w o ś c i a c h p o m i a r o w y c h . F a k t ten n i e z o s t a ł p r z s z n i e g o z i n t e r p r e t o w s n y . I n n y m p a r a m e t r e m o p i s u j y c y m s z u m y w ł a s n e d e t e k t o r a j e s t g ę s t o ś ć m o c y p r o m i e n i o w a n i a p a d a j y c e g o na d e t e k t o r , k t ó r e w y w o ł u j e s y g n a ł n a p i ę c i o w y r ó w n y w a r t o ś c i s k u t e c z n e j n a p i ę c i a szu- m ó w V 9 w p a ś m i e A f w o k ó ł c z ę s t o t l i w o ś c i p o m i a r o w s j f. P a r a m e t r t o n b y w a o z n s c z s n y s y m b o l o m NEl(s>, f, A f ) p o c h o d z y c y a od s k r ó t u n a z w y a n ­ g i e l s k i e j N o i s e E q u i v a l e n t In p u t . Z w i y z e k p o m i ę d z y t y m o s t a t n i a p a r a o e

293

-t r e m a m o c y r ó w n o w a ż n y s z u m o m p o d a j e r e l a c j a i

N E l f a , f , &f) • (9.1.5)

x Z

N a j c z ę ś c i e j j e d n a k w ł a s n o ś c i d e t e k t o r ó w F M E sy o p i s y w a n e za p o m o c y p a r a ­ m e t r u z w a n e g o w y k r y w a l n o ś c i # z n o r m a l i z o w a n y ]

( l _ l „ A f ) 1 / 2 . . ( l , l x A f ) ł / 2

o*(a,, f, M ) - n eK ^ f. A ł ) ' R v (* } ■ (9.1.6)

P a r a m e t r t e n c h a r a k t e r y z u j e s t o s u n e k s y g n a ł u n a p i ę c i o w e g o na w y j ś c i u d e ­ t e k t o r a do w a r t o ś c i s k u t e c z n e j n a p i ę c i a s z u m ó w V 6 w p a ś m i e A f w o k ó ł c z ę s t o t l i w o ś c i p o m i a r o w e j f o d n i e s i o n y do j e d n o s t k i m o c y p r o m i e n i o w a n i a m o n o c h r o m a t y c z n e g o o d ł u g o ś c i fe l i J» , p a d a j y c e g o no e l e m e n t f o t o c z u ł y d e t e k t o r a .

O a k o c z ę s t o t l i w o ś ć p o m i a r o w y f, b ę d y c e c z ę s t o t l l w o ś c i y m o d u l a c j i n a ­ t ę ż e n i a p r o m i e n i o w a n i e , p r z y j m o w a n o z w y k l e c z ę s t o t l i w o ś c i 9 0 Hz, 4 0 0 H z l u b 8 0 0 H z [lll] . a o b e c n i e b a r d z o c z ę s t o p r z y j m u j e się c z ę s t o t l i w o ś ć 1 0 0 0 Hz. W y m i e n i o n e w a r t o ś c i c z ę s t o t l i w o ś c i p o m i a r o w y c h sy p o d y k t o w a n e k o n w e n c j y u m o ż l i w i a j y c # p o r ó w n y w a n i e d e t e k t o r ó w r ó ż n y c h typów. W y b l e r a j y c c z ę s t o t l i w o ś ć m o d u l a c j i n a t ę ż e n i a p r o m i e n i o w a n i a , n a l e ż y J e d y n i e z w r a c a ć u w a g ę , a b y Jej w a r t o ś ć b y ł a m n l e j e z a o d o d w r o t n o ś c i stałej cza s o w e j d a n e ­ go d e t e k t o r a . O a k o s z e r o k o ś ć p a s m a c z ę s t o t l i w o ś c i , w k t ó r y m Jest r e j e s t r o ­ w a n y s y g n a ł w y j ś c i o w y , p r z y j m u j e s i ę z w y k l e A f * 1 H z [lll].

N i e k i e d y , np. w p r a c a c h [102, l l l ] , c z u ł o ś ć n a p i ę c i o w a , m o c r ó w n o w a ż n a s z u m o m o r a z w y k r y w a l n o ś ć z n o r m a l i z o w a n a d e t e k t o r a F M E e# d e f i n i o w a n o nie w o d n i e s i e n i u do m o c y p r o m i e n i o w a n i a m o n o c h r o m a t y c z n e g o , a l e w o d n i e s i e n i u do m o c y p r o m i e n i o w a n i e e m i t o w a n e g o p r z e z c i a ł o d o e k o n e l e c z a r n e o t e m p e r a ­ t u r z e T. T e k l e g l o b a l n e p a r a m e t r y 8# o z n a c z a n e s y m b o l a m i Rv(t), N E P (t,f , A f ) o r a z 0 * ( T , f, A f ) . np. 0 * ( 5 0 0 K, 4 0 0 Hz, 1 Hz). Z w y k l e p r z y j m u j e się t e m p e r a t u r ę ź r ó d ł a p r o m i e n i o w a n i e r ó w n ę t e m p e r e t u r z e 5 0 0 K lub 2 0 0 ° C [lll]. N a l e ż y J e d n a k p a m i ę t a ć , iż p o s ł u g i w a n i e się t e g o typu p a r a m e t r a m i w i ę ż y c y m l w ł a s n o ś c i d e t e k t o r a FME z s y g n a ł a m i r e j e s t r o w a n y m i w w a r u n k a c h d e t e k c j i p r o m i e n i o w a n i a n i e m o n o c h r o m a t y c z n s g o m o ż e w w i e l u p r z y p a d k a c h p r o w a d z i ć d o n i e w ł a ś c i w y c h w n i o s k ó w . Z a g a d n i e n i e t o Jest s z s rzej o p i s a n e w r o z d z i a l e 9.3.

D o ś w i a d c z a l n e o k r e ś l e n i e m o c y r ó w n o w a ż n e j s z u m o m Jsst d osyć k ł o p o t l i w o 1 w y m a g a d u ż e j s t a r a n n o ś c i . K r u s a [lll] z w r ó c i ł u w a g ę na to, i ż p r z y p r z e ­ p r o w a d z a n i u t a k i c h p o m i a r ó w n a l e ż y z a p e w n i ć m o ż l i w i e J a k n a j m n i e j s z y w a r ­ t o ś ć i l o c z y n u «c t£ ( g d z i e Tc J e s t t e m p e r a t u r # t a r c z y m o d u l a t o r a , a

« o z n a c z a j e j z d o l n o ś ć e m i s y j n y ) . P o d a ł t a k ż e s p o s ó b o k r e ś l a n i a c z u ł o ­ ś c i p r o g o w e j d e t e k t o r a z u w z g l ę d n i e n i e m p o p r a w k i z w l y z a n e j z t e m p e r o t u r y

| z d o l n o ś c i * e a i s y j n y m o d u l a t o r a n a t ę ż e n i a p r o m i e n i o w a n i a w y k o r z y s t y w a n e ­

294

-go w p ó B i a r a c h . W z w i ą z k u z ty®, ż e p a r a m e t r y d e t e k t o r a F M E są d e f i n i o w a ­ ne p o p r z e z w a r t o ś c i s k u t e c z n e o d p o w i e d n i c h s y g n a ł ó w , p r z y w y k o n y w a n i u p o ­ m i a r ó w n a l e ż y z a p e w n i ć s i n u s o i d a l n ą m o d u l a c j ę n a t ę ż e n i a p r o m i e n i o w a n i a . N a t o m i a s t s a m e p o m i a r y m u s z ą być d o k o n y w a n e d l a c z ę s t o t l i w o ś c i p o d s t a w o ­

wej [lii, 558].

W p o b l i ż u s w o j e j d ł u g o f a l o w e j g r a n i c y w i d m o w e j z j a w i s k o F M E w y k a z u j e s i l n ą z a l e ż n o ś ć o d e n e r g i i f o t o n ó w p a d a j ą c y c h n a b a d a n y p ó ł p r z e w o d n i k ( p a t r z r o z d z i a ł 4 . 3 ) . R ó w n o c z e ś n i e w z a k r e s i e w i d m o w y m p r o m i e n i o w a n i e s i l n i e p o c h ł a n i a n e g o w b a d a n y m p ó ł p r z e w o d n i k u w i e l k o ś ć z j a w i s k a F M E jest p r o p o r c j o n a l n a d o l i c z b y f o t o n ó w p a d a j ą c y c h w j e d n o s t c e c z a s u n a p r ó b k ę (p a t r z r o z d z i a ł 4 . 3). T y m s a m y m p r z y u s t a l o n e j m o c y p r o m i e n i o w a n i a p a d a ­ j ą c e g o na d e t e k t o r FME s y g n a ł o d b i e r a n y z t e g o d e t e k t o r a b ę d z i e p o c z ą t k o ­ wo rósł, a p o t e m m a l a ł z e w z r o s t e m e n e r g i i f o t o n ó w r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e ­ n i o w a n i a . W y m i e n i o n e p r z y c z y n y p o w o d u j ę tym s a m y m s i l n ą z a l e ż n o ś ć c z u ł o ­ ści n a p i ę c i o w e j i p r o g o w e j o r a z w y k r y w a l n o ś c i z n o r m a l i z o w a n e j d e t e k t o r a FME od d ł u g o ś c i f a l i r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a ( p a t r z r o z d z i a ł 9 . 3 ) . W a r t o ś c i t y c h p a r a m e t r ó w p o d a w a n e p r z y o p i s i e d e t e k t o r ó w c z ę s t o o d p o w i a ­ daj? tej d ł u g o ś c i fali p r o m i e n i o w a n i a , p r z y któ r e j w y s t ę p u j e m a k s i m u m c z u ­ ł o ś c i n a p i ę c i o w e j d a n e g o d e t e k t o r a F M E [lll].

O p t y m a l i z u j ą c d e t e k t o r y F M E , c h c e m y , a b y i c h c z u ł o ś ć n a p i ę c i o w a o r a z w y k r y w a l n o ś ć z n o r m a l i z o w a n a m i a ł y m o ż l i w i e n a j w i ę k s z e w a r t o ś c i , n a t o m i a s t m o c r ó w n o w a ż n a s z u m o m by ł a m o ż l i w i e J a k n a j m n i e j s z a , ś c i ś l e m ó w i ę ć , w i e l ­ k o ś ć N E P ( & , f, A f ) d e t e k t o r a b i e r z e m y p o d u w a g ę p r z y o p t y m a l i z o w a n i u d e ­ t e k t o r ó w u m i e s z c z a n y c h w u r z ą d z e n i a c h , w k t ó r y c h n a s t ę p u j e o g n i s k o w a n i e r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a na p o w i e r z c h n i ę f o t o c z u ł ę . N a t o m i a s t p a r a ­ m e t r NEl(jV, f, A f ) r o z p a t r u j e m y p r z y o p t y m a l i z o w a n i u d e t e k t o r a F M E r e ­ j e s t r u j ą c e g o p r o m i e n i o w a n i e p o d c z e r w o n e b e z o g n i s k o w a n i a . W t y m o s t a t n i m p r z y p a d k u w y b i e r a się j a k n a j w i ę k s z ą p o w i e r z c h n i ę e l e m e n t u f o t o c z u ł e g o d e t e k t o r a , z a ś w p i e r w s z y m z o p i s a n y c h p r z y p a d k ó w p o w i e r z c h n i a te p o w i n n a być J a k n a j m n i e j s z a .

3a k j u ż w s p o m n i a n o , w a r t o ś c i c z u ł o ś c i o r a z w y k r y w a l n o ś c i z n o r m a l i z o w a ­ nej d e t e k t o r a FME z a l e ż ę o d d ł u g o ś c i f a l i p r o m i e n i o w a n i a p a d e j ę c e g o na niego. Z t e g o to w z g l ę d u b a r d z o w s ż n y n p a r a m e t r e m d e t e k t o r a j s e t j e g o C h a r a k t e r y s t y k a w i d m o w a .

R ó w n i e i s t o t n y m p a r a m e t r e m je s t s z y b k o ś ć o d p o w i e d z i d e t e k t o r a na z m i e - ny n a t ę ż e n i a r e j e s t r o w a n e g o p r z e z n i e g o p r o m i e n i o w a n i a . Tę w ł a ś c i w o ś ć d e ­ t e k t o r a o p i s u j e s i ę p o p r z e z p o d a n i e J e g o s t a ł e j c z a s o w e j l u b c h a r a k t e r y ­ s t y k i J e g o c z u ł o ś c i w f u n k c j i c z ę s t o t l i w o ś c i m o d u l a c j i n a t ę ż e n i a r e j e s t r o ­ w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a . P o m i a r s t a ł e j c z a s o w e j m o ż n a p r z e p r o w a d z i ć d w o m a s p o s o b a m i . O e d e n z n i c h p o l e g e na b a d a n i u o d p o w i e d z i d e t e k t o r a na o ś w i e ­ t l e n i e g o i m p u l s e m p r o m i e n i o w a n i a o b a r d z o m a ł y c h c z a s a c h n a r o e t u i z a n i ­ ku n a t ę ż e n i a . T e n s p o s ó b b a d a n i a d e t e k t o r ó w p o d a n o m i ę d z y i n n y m i w p r a ­ c a c h [l02, 381, 5 5 8 ] , w k t ó r y c h s t a ł e c z a s o w e o k r e ś l a n o J a k o c z a s z a n i k u s y g n a ł u F M E do l / s w a r t o ś c i p o c z ą t k o w e j l u b t e ż J a k o c z a s n e r o s t u s y g n a ł u

295

-do 6 3 % J e g o w a r t o ś c i k o ń c o w e j . W i e l k o ś c i te w y z n a c z a n o k o r z y s t a j ą c z o s c y ­ l o s k o p u s z e r o k o p a s m o w e g o . N a t o m i a s t w p r a c a c h [lll, 165, 5 5 6 ] s z a c o w a n o s t a ł e c z a s o w e t d e t e k t o r ó w F M E na p o d s t a w i e p o r ó w n y w a n i a d o ś w i a d c z a l n e j z a l e ż n o ś c i s y g n a ł u F M E od c z ę s t o t l i w o ś c i m o d u l a c j i n a t ę ż e n i a p r o m i e n i o w a ­ ni a f z z a l e ż n o ś c i ą :

Ry( f ) «

Cl

_{♦ 1} . (9.1.7)

Z z a l e ż n o ś c i ( 9 . 1 . 7 ) w y n i k a , iż w i e l k o ś ć e y g n s ł u F M E s p a d s d o N 0 , 5 w a r t o ­ ści s y g n a ł u p r z y s t a ł y m o ś w i e t l e n i u d e t e k t o r a d l a c z ę s t o t l i w o ś c i m o d u l a ­ cji f ■ (2J-E )” ł . T a o s t B t n i e w i e l k o ś ć b y w a t a k ż e n a z y w a n a s z e r o k o ś c i ą p a s m e c z ę s t o t l i w o ś c i d e t e k t o r a .

O b y d w a p r z y t o c z o n e s p o s o b y w y z n a c z a n i a st a ł s j c z a s o w s j d e t e k t o r a FME p o z w a l a j ą j e d y n i e w y z n a c z y ć p e w n ą e f e k t y w n ą s t a ł ą c z a s o w ą , k t ó r a Jest z w i ą z a n a z a r ó w n o z w ł a s n o ś c i a m i d e t e k t o r a , j a k 1 u k ł a d u p o m i a r o w e g o , w d o ­ d a t k u b r a k J e s t d o tej p o r y o d p o w i e d n i e j t e o r i i o p i s u j ą c e j s y g n a ł n a p i ę ­ c i o w y d e t e k t o r a F M E w f u n k c j i z m i a n n a t ę ż e n i e p r o m i e n i o w a n i a w c z a e l e ( p a t r z r o z d z i a ł y 6 . 9 1 8 . 8).

O a k p o d a j e K r u s e [ l l l ] , n o r m a l n e p o m i a r y k o n t r o l n e p r z e p r o w a d z a n e na k a ż d y m d e t e k t o r z e F M E o b e j m u j ą p o m i a r c z u ł o ś c i n a p i ę c i o w e j i m o c y r ó w n o ­ w a ż n e j s z u m o m l u b w y k r y w a l n o ś c i z n o r m a l i z o w a n e j , n a t o m i a s t c h a r a k t e r y ­ s t y k i z a l e ż n o ś c i w i d m o w e j c z u ł o ś c i n a p i ę c i o w e j o r a z a t a ł e c z a s o w e w y z n a ­ c z a s i ę J e d y n i e dla w y b r a n y c h e g z e m p l a r z y .

I n n y m i b a r d z o I s t o t n y m i p a r a m e t r a m i d e t e k t o r e F M E są J e g o k e z tełt i w i e l k o ś ć o r a z w a r u n k i e k s p l o a t e c j i : t e m p e r e t u r a p r a c y , a t a b i l n o ś ć w a r t o ­ ś c i p a r a m e t r ó w w c z a s i e o r a z m a k s y m a l n a m o c m o ż l l w s g o do z a r e j e s t r o w a n i a p r o m i e n i o w a n i a i z a k r e s p r a c y l i n i o w e j , w k t ó r y m s y g n a ł na w y j ś c i u d e t e k ­ tora J e a t p r o p o r c j o n a l n y d o n a t ę ż e n i a r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a .

O u ż a m o c p r o m i e n i o w a n i a p a d a j ą c e g o na d e t e k t o r m o ż e w y w o ł a ć e f e k t y t e r m i c z n e - n e g r z e w a n i e d e t e k t o r a p o w o d u j ą c e z m i a n ę p a r a m e t r ó w , a nawet t r w a ł ą d e g r a d a c j ę m a t e r i e ł u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o , z k t ó r e g o Jest w y k o n a n y e l e m e n t f o t o c z u ł y . P o z a t y m i s t o t n a dla p r a c y d e t e k t o r a F M E Jest z a l e ż ­ n o ś ć w a r t o ś c i p a r a m e t r ó w p ó ł p r z e w o d n i k a , np. c z a s u ż y c i a n o ś n i k ó w ładun­

ku e l s k t r y c z n e g o o d k o n c e n t r a c j i t y c h ż e n o ś n i k ó w . C i e n k o w a r s t w o w y d e t e k ­ t or F M E w y k o n e n y z ( C d H g ) T e i o p i s a n y p r z e z O e ż y k o w s k i e g o 1 innych [557]

p o s i a d a ł d l a p r o m i e n i o w e n l s o d ł u g o ś c i fa l i & « 1 0 , 6 pa l i n iową charak- t e r y a t y k ę R v (*v ) « z a k r e s i e Iy sś 1 0 W c m “ 2 . P r z y w i ę k s z y c h n e t ę ż e n l a c h p r o m i e n i o w a n i a r e j e s t r o w a n o n i e o d w r a c a l n e z m i e n y w a r t o ś c i p a r a m e t r ó w d e ­

t e k t o r a ( w z r o s t R g o r a z z m n l e j s z s n l e s i ę R v ). D e t e k t o r P 0 0 5 p r o d u k o w s n y p r z e z R A D E C w W a r s z a w i e u l e g a z n i s z c z e n i u p r z y n a t ę ż e n i u r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a 1 0 2 W c m ” 2 d l a c i ą g ł e g o o ś w l s t l e n i a lub 1 0 W c m dis l a p u l s ó w k r ó t s z y c h n i ż 1 0 ” 6 sek u n d y .

Z p u n k t u w i d z e n i a s z c z e g ó l n y c h z a s t o s o w a ń d s t s k t o r ó w F M E I s t o t n a mo ż e b yć t a k ż e z a l e ż n o ś ć i c h c z u ł o ś c i o d p o ł o ż e n i a m a ł e j w i ą z k i p r o m i e n i o w a n i a

- 296 - 297

-na powierzchni ełensentu fotoczułego. Przykład rozkładu czułości -napięcio­

wej po powierzchni detektora FME podano np. w pracy [lllj.

W n a s t ę p n y c h rozdziałach zostały ocówione szczegółowe zależności para­

m e t r ó w d e t e k t o r ó w F M E o d w y m i a r ó w i w ł a s n o ś c i f i z y c z n y c h e l e m e n t ó w foto- c z u ł y c h w y k o r z y s t y w a n y c h d o i c h b u d o w y . N a t o m i a s t tabl. 9 . 1 . 1 z a w i e r a z e ­ s t a w i e n i e p a r a m e t r ó w d e t e k t o r ó w F M E w y k o n y w a n y c h w r ó ż n y c h l a b o r a t o r i a c h . W i ę k s z o ś ć p u b l i k o w a n y c h d a n y c h j s s t n i e s t e t y na t y l e n i e k o m p l e t n a , iż u t r u d n i a d o k ł s d n s p o r ó w n a n i e d e t e k t o r ó w . W e z n a k i d a j s się tutaj o c h rona t a j e m n i c y w o j s k o w e j o r a z s s l e k c j a p u b l i k o w a n y c h i n f o r m a c j i . Z e s t a w i o n e w t a b l i c y 9 . 1 . 1 d a n e p o z w a l a j ę J e d n a k z o r i e n t o w a ć s i ę w w a r t o ś c i a c h p a r a m e ­ t r ó w d e t e k t o r ó w s t o s u n k o w o ł a t w y c h do w y k o n a n i a o r a z t y c h d o s t ę p n y c h w h a n d l u .

9. 2 . Z a l e ż n o ś ć w a r t o ś c i p a r a m e t r ó w d e t e k t o r ó w F M E o d w ł a s n o ś c i f i z y c z n y c h i o e o m e t r y c z n y c h w y m i a r ó w e l e m e n t ó w p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h

O p t y m a l i z a c j a k o n s t r u k c j i F M E d e t e k t o r ó w p r o m i e n i o w a n i a e l e k t r o m a g n e ­ t y c z n e g o o p i e r a s i ę na w y k o r z y s t a n i u z a l s ż n o ś c l z j a w i s k a FME od w a r t o ś c i k i n e t y c z n y c h , r e k o m b l n a c y j n y c h i o p t y c z n y c h p a r a m e t r ó w m a t e r i a ł u p ó ł p r z e ­ w o d n i k o w e g o o r a z w y m i a r ó w g e o m e t r y c z n y c h e l e m e n t u f o t o c z u ł e g o . Z a g a d n i e ­ n i e to z o a t a ł o j u ż s z c z s g ó ł o w o p r z e d y s k u t o w a n e w r o z d z i a l e 4. O b e c n i e z b i e r z e m y J e d y n i e r a z e m w n i o s k i w y c i ą g n i ę t e na p o d s t a w i e d o t y c h c z a s o w y c h r o z w a ż a ń .

A b y u z y s k a ć m a k s y m a l n ę c z u ł o ś ć n a p i ę c i o w ą d e t e k t o r ó w FME, ich e l e m e n t y f o t o c z u ł e n a l e ż y w y k o n y w a ć z p ó ł p r z e w o d n i k ó w o d z l u r o w y m t y p i e p r z e w o d n i ­ c t w a e l e k t r y c z n e g o ( p a t r z r y s u n e k 4 . 4 . 4 ) , c h a r a k t e r y z u j ę c y c h się m o ż l i w i e n l s w i e l k ę k o n c e n t r a c j ę n o ś n i k ó w s w o b o d n y c h w s t a n i a p r z e w o d n i c t w a s a m o ­ i s t n e g o ( p a t r z w z o r y 3 . 2 . 1 7 orBZ 4 . 0 . 7 ) , d u ż ę ich r u c h l i w o ś c i ? (patrz ry- s u n s k 4 . 2 . 8 ) o r a z d u ż ę w a r t o ś c i ę s t o s u n k u r u c h l i w o ś c i s l e k t r o n ó w i dziur ( p a t r z r y s u n e k 4 . 4 . 4 ) . O p t y m a l i z u j ą c s t o p i e ń z d o m l e s z k o w a n l a e l e m e n t u fo­

t o c z u ł e g o , t r z e b a b r a ć p o d u w a g ę J e g o w p ł y w na w a r t o ś c i R Q , t oraz L.

D ł u g o ś ć d r o g i d y f u z j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u p o w i n n a być m o ż l i w i e duża (patrz r y s u n e k 4 . 4 , 1 ) , p o d o b n i e J a k r e z y s t y w n o ś ć m s t e r l a ł u foto c z u ł e g o . N a t o m i a s t o p t y m a l n a w a r t o ś ć X J e s t d e t e r m i n o w a n a z a k r e a e m c z ę s t o t l i w o ś c i , w J a k i m m a f u n k c j o n o w a ć p r o j e k t o w a n y d e t e k t o r ( p a t r z np. r o z d z i a ł 8.8. 2 ) . N a l e ż y z w r ó c i ć u w a g ę na to, iż m a k s y n a l n ę w y k r y w a l n o ś ć z n o r m a l i z o w a n e u z y s k u j e s i ę d l a t r o c h ę s ł a b s z e g o z d o m l e s z k o w s n l s f o t o e l e m e n t u , a n i ż e l i Je s t to w y m a g a n e d i s o p t y m a l n e j w a r t o ś c i c z u ł o ś c i n a p i ę c i o w e j .

K o r z y s t n ę d l a d e t e k t o r ó w F M E Je s t t a k s o b r ó b k a p o w i e r z c h n i S l e m e n t u f o t o c z u ł e g o , k t ó r a z a p e w n i a z n l k o m ę s z y b k o ś ć r e k o m b i n a c j i p o w i e r z c h n i o w e j n o ś n i k ó w ł a d u n k u na J e g o c z o ł o w e j p o w i e r z c h n i o r a z b a r c & o s z y b k ę r e k o m b i - n a c j ę na t y l n e j p o w i e r z c h n i ( p a t r z rysunki 4.4.2, 4.4.3, 4.5.1 ^{o r a z} 6.4.2), Warto zauważyć, że nlswielkę szybkość rekombinacji nośników ładunku na

po298

-wierzchni InSb uzyskuje się przez trawienia chemiczne [82, 226] lub elektrolityczne tej powierzchni [45]. W przypadku Cdx Hg1_xTe stosuje się w tym samym celu anodową pasywację powierzchni [560]. Obserwuje się Jednak wówczas przesunięcie długofalowej granicy występowania zjawiska FME w stro­

nę dłuższych fal. Więżę się to prawdopodobnie ze zmianę składu chemicznego badanego półprzewodnika przy Jego powierzchni, a nie tylko ze zmianę pro­

cesu rekombinacj i powierzchniowej .

Aby uzyskać dużę szybkość rekombinacji nośników ładunku na powierzch­

niach InSb kończono obróbkę tychże powierzchni ich szlifowenlem [82, 226]. Natomiast w przypadku Cdx Hg1_j(Te naparowywano na próbki cienkie warstwy (w2 £S i00 no) HgTe, a następnie poddawano Je wygrzewaniu w tempe­

raturze 500 K [87, 162].

Bardzo korzystnie Jest konstruować detektory FME z półprzewodników cha­

rakteryzujących się możliwie najsilniejszą absorpcję rejestrowanego pro­

mieniowania (patrz rysunek 4,3.1). Niestety, w praktyce wybór optymalnego materiału fotoczułego wymusza kompromisowe rozwiązanie pod względen warto­

ści parametrów optycznych i elektrycznych. Równocześnie grubość elementu półprzewodnikowego nie powinna być większa od długości drogi dyfuzji noś­

ników ładunku elektrycznego (patrz rysunek 4.4.1). Najczęściej podaje 6^ię, iż grubość fotoczułych elementów półprzewodnikowych z InSb mieści się w przedziale (20f30)^im [20, 82, 102, 111, 148, 226]. Natomiast grubość elementów z C d ^ H g ^ ^ T e w postaci materiału Jednorodnego mieści się w granicach ( l ł 20)^m, a struktur półprzewodnikowych z GSPE wynosi zwykle (378O) jib [162]. Stosowanie technologii cienkowarstwowej do produkcji de­

tektorów FME można uzasadnić Jej wyższą wydajnością [l48j , krótszą stałą czasową uzyskanych detektorów [20, 148] , ich wyższę czułością napięciową [148] oraz nlższę ceną [20]. Natomiast detekcyjność detektorów cienkowar­

stwowych jest niższa niż wykonanych z m a t e r i a ł ó w litych [148]. Stosunkowo niewielka grubość e l e m e n t u fotoczułego powoduje, iż r e j e s t r o w a n e w ni»

promieniowanie Jest słabo pochłaniane i w wyniku j e g o odbić wewnętrznych może wystąpić efekt interferencyjny. Charakterystyczne dla tego efektu jest to, iż niewielka zmiana grubości elementu półprzewodnikowego może wywołać duże zmiany czułości napięciowej detektora FME, połączone nawet za zmianą znaku rejestrowanego sygnału (patrz rysunek 4.5.1). W przypadku nieuwzględnienia interferencji promieniowania wewnętrznie odbitego efekt taki mógłby być przede wszystkim interpretowany Jako wynik niepowtarzal­

ności szybkości rekombinacji nośników ładunku na powierzchniach różnych fotoelementów. Optymalizacja grubości elementu fotoczułego może znacznie poprawić czułość napięciową detektorów FME oraz ułatwić poprawienie pow­

tarzalności ich produkcji. W przypadku zbliżonych szybkości rekombinacji nośników ładunku na przeciwległych powierzchniach e l e m e n t u f o t o c z u ł e g o najsilniejszy sygnał napięciowy jest w y w o ł a n y i n t e r f e r e n c y j n y m e f e k t e m FME w elemencie półprzewodnikowym o g r u b o ś c i o k r e ś l o n e j w z o r e n (3.1.6). O p t y ­ m a l n a ze względu na 0*(&) g r u b o ś ć w j e a t n i e c o r ó ż n a o d g r u b o ś c i o p t y ­ malnej dla Rv (9,) ( p o r ó w n a j r y s u n k i 4 . 5 . 1 o r a z 9 . 2 . 1 ) .

299

-R y s . 9 . 2 . 1 . W y k r y w a l n o ś ć z n o r m a l i z o w a n a c i e n k o w a r s t w o w e g o d e t e k t o r a FME w y k o n a n e g o z C d 0 1 6 H g Q 0 4 T e J a k o f u n k c j a g r u b o ś c i e l e m e n t u p ó ł p r z e w o d ­ n i k o w e g o d l a r ó ż n y c h s z y b k o ś c i r e k o m b i n a c j i p o w i e r z c h n i o w e j ( ?, ■ 1 0 , 6 u »

— 9 4 — 1

В * 1 T , n e • n h , 1 » 3 * 1 0 в, к = 3 * 1 0 *> , p o z o s t a ł e p a r a m e t r y m a j ą te s a m e w a r t o ś c i J a k p a r a m e t r y o d p o w i a d a j ą c e w y n i k o m p r z e d s t a w i o n y m na

rys.

4

^.

5

^.

1

⁾

1 - Sj « 1 ra/e, s 2 » 1 o / a . 2 - 1 ffi/s, 1 0 S m/e. K r z y w e p r z e r y w a n e o d p o ­ w i a d a j ą p r z y p a d k o w i p o m l j a l n e g o w e w n ę t r z n e g o o d b i c i a p r o m i e n i o w a n i a Fig. 9 . 2 . 1 . N o r m a l i z e d d e t e c t i v i t y of e t h i n - f i l m Р Е М d e t e c t o r for 10.6^im r a d i a t i o n v e d e t e c t o r t h i c k n e s s for d i f f e r e n t s u r f a c e r e c o m b i n a t i o n v e l o

-- 9 4 -1

c i t i e s ( C d Q 1 6 H g 0 8 4 Т в , В « I T , fT » 3 - 1 0 в, к = 3 « 1 0 m , o t h e r p a r a m e t e r s e r e t h e s a m e a s for f i g 4 . 5 . 1 )

1 - s5 = 1 m / в , s2 - 1 m/ в , 2 - 1 и / s , l O 5 m/s. Dashed curves represent the case o f n e g l i g i b l e i n t e r n a l r a d i a t i o n r e f l e c t i o n

W przypadku pomijalnej interferencji promieniowania wewnętrznie odbi­

tego w fotoelemencie optymalne ze względu na Rv (&) oraz 0^(9.) grubo­

ści półprzewodnika silnie zależę od wartości parametrów k, L , Sj# S2 orez stopnia zdomieszkowania (patrz rysunek 4.5.1). Przy tym zależność wykrywalności znormalizowanej od grubości fotoelementu jest słabsza, niż ma to miejsce w przypadku czułości napięciowej. Maksymalnej wartości R (5,) odpowiada nieco mniejsze iw { niż maksymalnej wartości 0 * 0 ) . Istotne jest także to, iż pole magnetyczne, w którym umieszczony jest fo- toelesient, również wpływa na wartość optymalnej jego grubości (patrz ry­

s u n e k 4 . 5 . 1 ) .

300

-Z a s a d n i c z o i s t n i e j ę t r z y m e c h a n i z m y w p ł y w a j ą c e n a s z y b k o ś ć r e a k c j i d e ­ t e k t o r a F M E n a z m i a n y n a t ę ż e n i a r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a . S ą to s t a ­ ła c z a s o w a R C , e f e k t y w n y c z a s r e k o m b i n a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u o r a z e f e k t y w ­ ny c z a s d y f u z y j n e g o w y r ó w n y w a n i a k o n c e n t r a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u g e n e r o w a ­ n y c h p r o a i e n i o w a n i e a . P r z y j a i j a y z a p r a c ę [566]-, i ż d l a z g r u b n e j o c e n y e l e a e n t f o t o c z u ł y d e t e k t o r a a o ż n a r o z p a t r y w a ć J a k o p r z y r z ą d o s t a ł y c h s k u ­ p i o n y c h С с ( l O - 1 2 i 1 0 - 1 3 )F, R e ( 2 0 t 2 0 0 ) Q . S t a ł a c z a s o w a R C w y n o s i w ó w c z a s od k i l k u d o k i l k u n a s t u p i k o s e k u n d . K o n k r e t n a w a r t o ś ć tej s t a ł e j z a l e ż y o d r o d z a j u p ó ł p r z e w o d n i k a w y k o r z y s t y w a n e g o j a k o e l e n e n t f o t o c z u ł y . E f e k t y w n y c z a s r e k o m b i n a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u d e t e r a i n u j ą c y k i n e t y k ę z j a ­ w i s k a F M E J e s t o k r e ś l o n y c z a s e m ż y c i a n o ś n i k ó w m n i e j s z o ś c i o w y c h . O e g o w s r - t o ś ć m o ż e się z m i e n i a ć w b a r d z o a z e r o k i m z a k r e s i e w z a l e ż n o ś c i o d w ł a s n o ­ śc i p ó ł p r z e w o d n i k a u ż y t e g o d o k o n s t r u k c j i e l e m e n t u f o t o c z u ł e g o . C z a e d y ­ f u z y j n e g o w y r ó w n y w a n i a k o n c e n t r a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u m o ż n a o p l e ś ć w z o r e m [ 5 66] :

T D " 25' ( 9 . 2 . 1 )

W e r t o ś ć t e g o c z a s u J e s t d e t e r m i n o w a n a g r u b o ś c i ą f o t o c z u ł e g o e l e m e n t u p ó ł ­ p r z e w o d n i k o w e g o o r a z a m b i p o l a r n y m w s p ó ł c z y n n i k i e m d y f u z j i n o ś n i k ó w ł a d u n ­ ku. 3 a k j u ż z a u w a ż o n o , w y k o r z y s t a n i e e f e k t u i n t e r f e r e n c y j n e g o w c i e n k o ­ w a r s t w o w y c h d e t e k t o r a c h F M E p o z w a l a z n a c z n i e z m n i e j s z y ć w a r t o ś ć o p t y m a l n e j g r u b o ś c i e l e m e n t u f o t o c z u ł e g o . W k o n s e k w e n c j i p o w o d u j e t o t a k ż e z n a c z n e o b n i ż e n i e s t a ł e j c z e e o w e j d e t e k t o r a FM E . D o b ó r o p t y m a l n e j g r u b o ś c i c i e n k o w a r s t w o w e g o e l e m e n t u f o t o c z u ł e g o , w k t ó r y m z a c h o d z i i n t e r f e r e n c j a p r o m i e n i o w a n i a w e w n ę t r z n i e o d b i t e g o , p o z w a l a u z y s k a ć w a r t o ś ć T p o k o ł o 1 5 0 r a z y m n i e j s z ą od tej. J a k a o d p o w i a d a d e t e k t o r o w i F M E o p t y m a l i z o w a n e m u b e z ( u w z g l ę d n i a n i a e f e k t u I n t e r f e r e n c y j n e g o .

Z p r z e p r o w a d z o n y c h a n a l i z w y n i k a , i ż o d p o w i e d n i m m a t e r i a ł e m d o k o n ­ s t r u k c j i d e t e k t o r ó w F M E są z a r ó w n o J e d n o r o d n e w a r s t w y e p i t a k s j a l n e C d )(H g i _ x T e , J a k i w a r s t w y z g r a d i e n t e m s k ł a d u c h e m i c z n e g o ( p a t r z r o z ­ d z i a ł 6 . 4 ) . W p r z y p a d k u s t o s o w a n i a w a r s t w e p i t a k s j a l n y c h z g r a d i e n t e m s k ł a d u c h e m i c z n e g o o p t y m a l i z u j ą c k o n s t r u k c j ę F M E d e t e k t o r ó w p r o m i e n i o w a ­ n i a p o d c z e r w o n e g o , t r z e b a u w z g l ę d n i a ć s p e c y f i c z n e z j a w i s k a f i z y c z n e w p ł y ­ w a j ą c e n a p a r a m e t r y g o t o w y c h u r z ą d z e ń . Z j a w i s k a m i t y m i s ą m i ę d z y i n n y m i : (a) f o t o g e n e r a c j a n o ś n i k ó w ł a d u n k u e l e k t r y c z n e g o J e d y n i e w tej c z ę ś c i e l e ­ m e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o , w k t ó r e j s z e r o k o ś ć p r z e r w y e n e r g e t y c z n e j J e s t m n i e j s z a o d e n e r g i i k w a n t ó w r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a , (b) r ó ż n i c a s z y b k o ś c i r e k o m b i n a c j i o b j ę t o ś c i o w e j n o ś n i k ó w ł a d u n k u n a r ó ż n y c h g ł ę b o k o ­ ś c i a c h w e l e m e n c i e p ó ł p r z e w o d n i k o w y m w y w o ł a n a z m i a n ą s z e r o k o ś c i p r z e r w y e n e r g e t y c z n e j , (c) s i l n y w p ł y w w e w n ę t r z n e g o p o l a e l e k t r y c z n e g o w y w o ł a n e g o g r a d i e n t e m s z e r o k o ś c i p r z e r w y e n e r g e t y c z n e j na d y f u z j ę n o ś n i k ó w ł a d u n k u e l e k t r y c z n e g o . Z a l e ż n o ś ć z j a w i s k a F M E o d t y c h e f e k t ó w z o s t a ł a p r z e e n a l i z o -

vans w r o z d z i a l e 6. 4 .

301

-W y k o n u j ą c d e t e k t o r y F M E z g r a d i e n t e m s z e r o k o ś c i p r z e r w y e n e r g e t y c z n e j , k o r z y s t n i e J e s t r ó w n i e ż w y k o r z y s t y w a ć e f e k t I n t e r f e r e n c j i p r o m i e n i o w a n i a w e w n ę t r z n i e w n i c h o d b i t e g o [ 6 3 4 6 5 ] ( p a t r z r o z d z i a ł y 3 . 1 o r a z 6.4). O p t y ­ m a l n a g r u b o ś ć t a k i c h d e t e k t o r ó w J e s t o k r e ś l o n a r ó w n a n i e m :

w

J n ( y ) d y ■ ( 2 m + l

)

^{&, (9.2.2)}

g d z i e n ( y ) o z n a c z a w a r t o ś ć c z ę ś c i r z e c z y w i s t e j w s p ó ł c z y n n i k a z a ł a m a n i a p r o m i e n i o w a n i e w p ó ł p r z e w o d n i k u w o d l e g ł o ś c i y o d J e g o p o w i e r z c h n i , m j e s t n i e u j e m n ą l i c z b ą c a ł k o w i t ą . K o r z y s t n e Jest o ś w i e t l a n i e e l e m e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o d e t e k t o r a o d s t r o n y w ę ż s z e j p r z e r w y e n e r g e t y c z n e j o r a z w i ę k s z a s z y b k o ś ć r e k o m b i n a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u na p o w i e r z c h n i o ś w i e ­ t l o n e j n i ż n s p o w i e r z c h n i tylnej , p o k r y t e j m a t e r i a ł e m s i l n i e o d b i j a j ą c y m p r o m i e n i o w a n i e .

E f e k t y w n o ś ć p r o c e s u i n t e r f e r e n c j i p r o m i e n i o w a n i a w p ł a s k o - r ó w n o l e g ł y m e l e m e n c i e p ó ł p r z e w o d n i k o w y m z a l e ż y o d w a r t o ś c i w s p ó ł c z y n n i k ó w w e w n ę t r z n e ­ go o d b i c i a p r o m i e n i o w a n i a o d p o w i e r z c h n i r o z g r a n i c z a j ą c y c h p ó ł p r z e w o d n i k o d o t a c z a j ą c y c h go o ś r o d k ó w . W a r t o ś c i t y c h w s p ó ł c z y n n i k ó w m o ż n a z m i e n i a ć u m l e s z c z e j ą c na p o w i e r z c h n i e l e m e n t ó w p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h p o w ł o k i c z ę ś c i o ­ w o p r z e p u s z c z a j ą c e p r o m i e n i o w a n i e e l e k t r o m a g n e t y c z n e . P o w ł o k i t a k i e p r a k ­ t y c z n i e r z e c z b i o r ą c są i n t e r f e r e n c y j n y o i w a r s t w a m i o d b i j a j ą c y m i . Z n a c z n e z w i ę k s z e n i e c z u ł o ś c i n a p i ę c i o w e j d e t e k t o r a FME m o ż n a u z y s k a ć p o p r z e z p o ­ k r y c i e e l e m e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o p o w ł o k a m i z a p e w n i a j ą c y m i to, iż w a r t o ­ ś c i w s p ó ł c z y n n i k ó w o d b i c i a p r o m i e n i o w a n i a s p e ł n i a j ą r ó w n a n i e :

R j • R 2 e x p (-2 J* k(y)dy), ( 9 . 2.3)

O

g d z i e R j 1 R g o z n a c z a j ą w a r t o ś c i w s p ó ł c z y n n i k ó w o d b i c i a p r o m i e n i o w a n i a o d p r z e d n i e j 1 t y l n e j p o w i e r z c h n i e l e a e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o , k(y) J e s t w s p ó ł c z y n n i k i e m p o c h ł a n i a n i a p r o m i e n i o w a n i a w p ó ł p r z e w o d n i k u w o d l e g ł o ś c i y o d J e g o p o w i e r z c h n i . W p r z y p a d k u m a t e r i a ł u J e d n o r o d n e g o r ó w n s n i e 9 . 2 . 3 p r z y j m u j e p o s t a ć r ó w n a n i a ( 3 . 1 . 7 ) .

W a r t o ś ć w s p ó ł c z y n n i k a o d b i c i a p r o m i e n i o w a n i a o d ty l n e j p o w i e r z c h n i e l e m e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o p o w i n n a być m o ż l i w i e J a k n a j w i ę k s z a . O e d n o - c z e ś n i e s u m a z m i a n f a z y f a l i e l e k t r o m a g n e t y c z n e j w p ó ł p r z e w o d n i k u p o w i n n a s p e ł n i a ć r ó w n a n i e ;

wi * ^лг " x J n(y)dy “ 2n3r*

^{( 9 . 2.4)}

302

-g d z i e ot1 i x 2 oznaczają z a i a n y f a z y f a l i e l e k t r o m a g n e t y c z n e j p r z y o d ­ b i c i u od p r z e d n i e j i t y l n e j p o w i e r z c h n i e l e m e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o , n ( y ) j e s t w a r t o ś c i * c z ę ś c i r z e c z y w i s t e j z e s p o l o n e g o w s p ó ł c z y n n i k a z a ł a m a n i a p r o m i e n i o w a n i a w p ó ł p r z e w o d n i k u w o d l e g ł o ś c i y o d J e g o p o w i e r z c h n i , a j e s t n i e u j e m n * l i c z b * c a ł k o w i t ą . P r o b l e m w p ł y w u g r u b o ś c i w a r s t w p o w i e r z ­ c h n i o w y c h o r a z r o d z a j u m a t e r i a ł u , z J a k i e g o a* o n e w y k o n a n e , n a e f e k t i n ­ t e r f e r e n c j i p r o m i e n i o w a n i a w p ó ł p r z e w o d n i k u z o s t a ł J u ż p r z e d s t a w i o n y w r o z d z i a ł a c h 3 . 1 o r a z 4 . 1 .

P r z y c z y n ę t e g o , i ż c z u ł o ś c i n a p i ę c i o w e o r a z d e t e k c y j n o ś c i z n o r m a l i z o w a ­ ne p r o d u k o w a n y c h d e t e k t o r ó w F M E s* z n a c z n i e n i ż s z e o d t y c h p r z e w i d y w a n y c h t e o r e t y c z n i e ( o k o ł o 2 r z ę d ó w w i e l k o ś c i w p r z y p a d k u d e t e k t o r ó w F M E p r o m i e ­ n i o w a n i a o d ł u g o ś c i f a l i 9. » 1 0 , 6 ^im [87] o r a z 2 r a z y d l a & = ( 3 * 5 , 5 ) pm

[ 5 6 0 ] ) , Je s t p r a w d o p o d o b n i e n i e w ł a ś c i w a k o n t r o l e t e c h n o l o g i c z n a p r o c e s u w y t w a r z a n i a t y c h d e t e k t o r ó w o r a z j e d y n i e p r z y b l i ż o n a z n a j o m o ś ć p a r a m e t r ó w m a t e r i a ł u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o u ż y w a n e g o d o b u d o w y d e t e k t o r ó w . M o ż e to p o w o ­ d o w a ć , iż e l e m e n t y p ó ł p r z e w o d n i k o w e m a j * s k ł a d m o l o w y , z d o m i e s z k o w a n i e , g r u b o ś ć o r a z s z y b k o ś c i r e k o m b i n a c j i p o w i e r z c h n i o w e j n o ś n i k ó w ł a d u n k u e l e k ­ t r y c z n e g o d a l e k i e o d o p t y m a l n y c h .

9.3. C h a r a k t e r y s t y c z n a d l a d e t e k t o r ó w F M E t e m p e r a t u r a “m a r t w a “ ź r ó d ł a r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a

R y s u n e k 9 . 3 . 1 p r z e d s t a w i a t e o r e t y c z n e z a l e ż n o ś c i w i d m o w e c z u ł o ś c i n a ­ p i ę c i o w e j c i e n k o w a r s t w o w y c h d e t e k t o r ó w FME w y k o n a n y c h z C d Q jgHgęj e 4 T e d l a r ó ż n y c h g r u b o ś c i e l e m e n t ó w p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h o r a z r ó ż n y c h s z y b k o ś c i r e k o m b i n a c j i p o w i e r z c h n i o w e j n o ś n i k ó w ł a d u n k u . K r z y w e p r z e r y w a n e o d p o w i a ­ d a j * p r z y p a d k o w i p o m i j a l n e g o w e w n ę t r z n e g o o d b i c i a p r o m i e n i o w a n i a o d p o ­ w i e r z c h n i e l e m e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o d e t e k t o r a . K r z y w e c i * g ł e u w z g l ę d n i a ­ j ą c e m o ż l i w o ś ć w y s t ą p i e n i a i n t e r f e r e n c y j n e g o e f e k t u F M E w y z n a c z o n o k o r z y ­ s t a j ą c z e w z o r ó w ( 4 . 0 . 1 ) , ( 4 . 0 . 2 ) , ( 4 . 0 . 7 ) i ( 3 . 2 . 1 7 ) . W t y m m i e j s c u z a ­ u w a ż m y j e s z c z e r a z , i ż z e w z g l ę d u na m a ł ą g r u b o ś ć e l e m e n t ó w p ó ł p r z e w o d n i ­ k o w y c h c i e n k o w a r s t w o w y c h d e t e k t o r ó w F M E w d e t e k t o r a c h ty c h m o ż e w y s t ą p i ć e f e k t i n t e r f e r e n c y j n y z e s z c z e g ó l n ą w y r a z i s t o ś c i * . C h a r a k t e r w i d m o w y c h n a l e ż n o ś c i z j a w i s k a F M E z o s t a ł j u ż p r z e d y s k u t o w a n y w r o z d z i a l e 4 . 3 . P r z y ­ p o m n i j m y w t y m m i e j s c u , I ż w p r z y p a d k u c i e n k o w a r s t w o w y c h e l e m e n t ó w p ó ł ­ p r z e w o d n i k o w y c h o J e d n a k o w y c h s z y b k o ś c i a c h r e k o m b i n a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u n a c z o ł o w y c h i t y l n y c h i c h p o w i e r z c h n i a c h i n t e r f e r e n c j a p r o m i e n i o w a n i a o d ł u g o ś c i fal n i e w i e l e m n i e j s z e j o d d ł u g o f a l o w e j k r a w ę d z i c h a r a k t e r y s t y k i w i d m o w e j z j a w i s k a F M E m o ż e w y w o ł a ć u j e m n e z j a w i s k o F M 3 o r a z z m i a n ę z n a k u ^ t e g o z j a w i s k a z e z m n i e j s z e n i e m d ł u g o ś c i f a l i p r o m i e n i o w a n i a . O e s t to b a r ­ d z o i s t o t n e d l a w i e l k o ś c i s y g n a ł u w y j ś c i o w e g o d e t e k t o r a F M E o ś w i e t l o n e g o p r o m i e n i o w a n i e m n i e m o n o c ' ' : r m a t y c z n y m . K r z y w a 5 n a rys. 9 . 3 . 1 p r z e d s t a w i a r o z k ł a d w i d m o w y promieniowania e m i t o w a n e g o p r z e z c i a ł o d o s k o n a l e c z a r n e

303

-Rys. 9 . 3 . 1 . R o z k ł a d y w i d m o w e c z u ł o ś c i n a p i ę c i o w e j c i e n k o w a r s t w o w y c h de ­ t e k t o r ó w F M E w y k o n a n y c h z C d g 8 4 Tb o b l i c z o n e d l a r ó ż n y c h g r u b o ś c i e l e m e n t ó w p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h o r a z r ó ż n y c h s z y b k o ś c i r e k o m b i n a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u e l e k t r y c z n e g o na ich p o w i e r z c h n i a c h ( k r z y w e p r z e r y w a n e o d p o w i a d a ­ ją p r z y p a d k o w i p o m i j a l n e g o w e w n ę t r z n e g o o d b i c i a p r o m i e n i o w a n i a w b a d a n y m p ó ł p r z e w o d n i k u , Z » 3 - 1 0 " 9 s, n e » n^, В • 1 T, p o z o s t a ł e p a r a m e t r y ma j ą te s a m e w a r t o ś c i J a k p a r a m e t r y o d p o w i a d a j e c e w y n i k o m p r z e d s t a w i o n y m na ry­

s u n k u 4 . 5 . 1 )

5

1 - w в 0 , 8 jim. » 1 в / e , s 2 " 1 B / e ; 2 - 0 , 8 ^ie, 1 m / s , 1 0 m/s, 3 - 2 urn, 1 m / s , 1 m / s , 4 - 2 п « , 1 m / s , 1 0 5 e / s , 5 - r o z k ł a d w i d m o ­ w y e n e r g i i p r o m i e n i o w a n i a e m i t o w a n e g o p r z e z c i a ł o d o s k o n a l e c z a r n e o t e m ­

p e r a t u r z e 3 0 0 К ( w j e d n o s t k a c h w z g l ę d n y c h )

Fig. 9 . 3 . 1 . S p e c t r a l d i s t r i b u t i o n of v o l t a g e r e s p o n s i v l t y of t h i n - f l l m P E M d e t e c t o r for d i f f e r e n t v a l u e s of r e c o m b i n a t i o n v e l o c i t y at i l l u m i n a ­ t e d s e m i c o n d u c t o r s u r f a c e s , a n d d i f f e r e n t d e t e c t o r t h i c k n e s s e s . D a s h e d c u r v e s r e p r e s e n t t h e c a s e of n e g l i g i b l e i n t e r n a l r e d i a t i o n r e f l e c t i o n ,

^Cci0 1 6 H ^ 0 8 4 T e ' ^ “ 3 - 1 0 ~ S ,s, n e «■ n h , 8 «= 1 T , o t h e r p a r a m e t e r s a r e

t h e s a m e es f o r fig. 4 . 5 . 1 ) 5

1

- w о 0 , 8 ^tm, s L •= 1 m / s , s2 = 1 m / s j 2 - 0 , 8 ^ в , 1 m/ s , 1 0 m/s;

3 - 2 Jim. 1 в / s , 1 m / s i 4 ~ 2 jim, 1 n / s , 1 0 5 m / s ; 5 - s p e c t r e ! d i ­ s t r i b u t i o n o f e n e r g y e m i t t e d b y b l a c k o o d y r a d i a t i o n s o u r c e at 3 0 0 К

( r e l a t i v e s c a l e )

o t e m p e r a t u r z e 3 0 0 K. O e ż e l l z a ł o ż y m y , ż e p r o m i e n i o w a n i e o r ó ż n y c h d ł u g o -rciech fsl Rożne trsktoweć w prowędzonych r o z w a ż a n i a c h o d d z i e l n i e , t o ze­

lż część promieniowania emitowanego p r z e z c i a ł o d o s k o n a l e c z a r n e .:jemny s y g n a ł F M E , podczas gdy pozostałe część p r o m i e n i o w a n i a bę- - , . i.oływała s y g n a ł dodatni. Wobec tego w y p a d k o w y sygnał n a p i ę c i o w y t. ;• ■ - rstwowego detektora F M E może się znacznie różnić o d s^ęr.ołu de­

t e k t o r a o ś w i e t l o n e g o tym s a m y m p r o m i e n i o w a n i e m n i e m o n o c h r o m e t y c z n y m , a l e

304

-w k t ó r y « n i e -w y s t ę p u j e i n t e r f e r e n c y j n e z j a -w i s k o FM E . U -w z g l ę d n i a j ą c -w p i e r ­ w s z y « p r z y b l i ż e n i u z a ł o ż e n i e o o d d z i e l n y « t r a k t o w a n i u p r o m i e n i o w a n i a o r ó ż n y c h d ł u g o ś c i a c h fal, w y p a d k o w a c z u ł o ś ć d e t e k t o r a F M E o ś w i e t l o n e g o p r o - n l e n i o w s n i e m e n i t o w a n y « p r z e z c i a ł o d o s k o n a l e c z a r n e o t e m p e r a t u r z e T n o ż e być o k r e ś l o n a w z o r e « :

oo

/ « « , T R v d *

r v .t “ ~ ---* ( 9 . 3 . 1 )

o

g d z i e T o z n a c z a z d o l n o ś ć e m i s y j n ą c i a ł a d o s k o n a l e c z a r n e g o o t e m p e ­ r a t u r z e T, "} - c z ę s t o t l i w o ś ć p r o m i e n i o w a n i a .

O p i s a n a w z o r e n ( 9 . 3 . 1 ) w y p a d k o w a c z u ł o ś ć n a p i ę c i o w a d e t e k t o r a F M E j e s t o k r e ś l o n a j a k o s y g n a ł n a p i ę c i o w y w y c h o d z ą c y z d e t e k t o r a o ś w i e t l o n e g o p r o ­ m i e n i o w a n i e m o n o c y 1 W e m i t o w a n y m p r z e z c i a ł o d o s k o n a l e c z a r n e o t e m p e ­ r a t u r z e T. R y s u n e k 9 . 3 . 2 p r z e d s t a w i a t e o r e t y c z n ą z a l e ż n o ś ć R v T o d t e m p e ­ r a t u r y c i a ł a d o s k o n a l e c z a r n e g o s t a n o w i ą c e g o ź r ó d ł o p r o m i e n i o w a n i a p a d a ­ j ą c e g o n a d e t e k t o r F M E w y k o n a n y z e l e m e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o C d Q 1 6 H 90 84Te o g r u b o ś c i w « 0 , 8 ^ « 1 J e d n a k o w y c h s z y b k o ś c i a c h r e k o m b i n a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u e l e k t r y c z n e g o na p o w i e r z c h n i a c h c z o ł o w e j i t y l n e j . K r z y w e c i ą g ł a i p r z e r y w a n a o d p o w i a d a j ą p r z y p a d k o m , w k t ó r y c h w y s t ę p u j e l u b n i e w y s t ę p u j e i n t e r f e r e n c j a p r o m i e n i o w a n i a w e w n ą t r z e l e m e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o d e t e k t o ­ ra. O b l i c z e n i a w y k o n a n o k o r z y s t a j ą c z e w z o r ó w ( 3 . 2 . 1 7 ) , ( 4 . 0 . 1 ) , ( 4 . 0 . 2 ) i ( 4 . 0 . 7 ) . O a k w i d a ć n a r y s u n k u 9 . 3 . 2 , i n t e r f e r e n c j a p r o m i e n i o w a n i a m o ż e z d e ­ c y d o w a n i e z m i e n i ć c h a r a k t e r z a l e ż n o ś c i c z u ł o ś c i n a p i ę c i o w e j d e t e k t o r a F M E od t e m p e r a t u r y ź r ó d ł a p r o m i e n i o w a n i a . W p r z y p a d k u d e t e k t o r a , w k t ó r y « in ­ t e r f e r e n c y j n y e f e k t F M E n o ż e w y w o ł a ć u j e o n y s y g n a ł w y j ś c i o w y d l a p r o m i e ­ n i o w a n i a o p e w n y c h d ł u g o ś c i a c h fal, w y p a d k o w y s y g n a ł w y w o ł a n y o ś w i e t l e n i e « d e t e k t o r a p r o m i e n i o w a n i e m e m i t o w a n y m p r z e z c i a ł o d o s k o n a l e c z a r n e m o ż e z m i e n i a ć z n a k z u j e m n e g o na d o d a t n i z e w z r o s t e m t e m p e r a t u r y ź r ó d ł a p r o m i e ­ n i o w a n i a . Dla p e w n e j w a r t o ś c i t e m p e r a t u r y ź r ó d ł a r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e n i o ­ w a n i a w y p a d k o w a c z u ł o ś ć d e t e k t o r a F M E m o ż e b y ć r ó w n a z e r u . A u t o r n i n i e j s z e j m o n o g r a f i i p i e r w s z y w s k a z a ł na m o ż l i w o ś ć w y s t ą p i e n i a t e g o e f e k t u i z a p r o p o ­ n o w a ł n a z y w a ć o w ą c h a r a k t e r y s t y c z n ą d l a d a n e g o d e t e k t o r a w a r t o ś ć t e m p e r a t u ­ ry ź r ó d ł a p r o m i e n i o w a n i a , k t ó r e j e s t " n i e w i d z i a l n e " d l a d e t e k t o r a F M E , J a k o t e m p e r a t u r ę m a r t w ą (w j ę z y k u a n g i e l s k i m " D e a d t e m p e r a t u r ę ”) d e t e k t o r a F M E [56]. W a r t o ś ć tej t e m p e r a t u r y j e s t s i l n i e z a l e ż n a o d p a r a m e t r ó w e l e m e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o s t o s o w a n e g o w d e t e k t o r a c h , a s z c z e g ó l n i e z a l e ż y o d J e g o g r u b o ś c i o r a z od w a r t o ś c i s z y b k o ś c i r e k o m b i n a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u na J e g o c z o ł o w e j 1 t y l n e j p o w i e r z c h n i a c h . W p r z y p a d k u c i e n k o w a r s t w o w y c h d e t e k t o r ó w FM E , w k t ó r y c h w y s t ę p u j e i n t e r f e r e n c y j n e z j a w i s k o F M E , w a r t o ś ć t e m p e r a t u r y m a r t w e j r o ś n i e z e z m n i e j s z e n i e m g r u b o ś c i e l e m e n t u p ó ł p r z e w o d n i k o w e g o . N a ­ l e ż y J e s z c z e z a u w a ż y ć , i ż c h a r a k t e r y s t y c z n a t e m p e r a t u r a m a r t w a d e t e k t o r ó w

305

-Ry s . 9 . 3 . 2 . T e o r e t y c z n a z a l e ż n o ś ć c a ł k o w i t e j c z u ł o ś c i n a p i ę c i o w e j c i e n k o ­ w a r s t w o w e g o d e t e k t o r a F M E w y k o n a n e g o z C d g ,16H 9 0 . B 4 Te od t e m p e r a t u r y c i a ł a d o s k o n a l e c z a r n e g o , k t ó r e g o p r o m i e n i o w a n i e j e s t r e j e s t r o w a n e p r z e z ó w d e t e k t o r (w = 0 , 8 p i , 8j * s 2 « 1 n / s , X = 3 ' 1 0 -9 s, n e ' n h ' B * 1 T « p o z o s t a ł e w a r t o ś c i p a r a m e t r ó w c h a r a k t e r y z u j ą c y c h d e t e k t o r są t a k i e s a m e ja k w a r t o ś c i p a r a m e t r ó w o d p o w i a d a j ą c e w y n i k o m p r z e d s t a w i o n y m na r y s u n k u 4 . 5 . 1 , k r z y w a p r z e r y w a n a o d p o w i a d a p r z y p a d k o w i p o m i j a l n e g o w e w n ę t r z n e g o

o d b i c i a p r o m i e n i o w a n i a w e l e m e n c i e p ó ł p r z e w o d n i k o w y m d e t e k t o r a )

Fig. 9 . 3 . 2 . T h e o r e t i c a l d e p e n d e n c e of t h e t o t a l r e s p o n s l v i t y of a t hin- - f i l m P E M d e t e c t o r o n t h e t e m p e r a t u r e of t h e b l a c k b o d y r a d i a t i o n s o u r c e

^C d 0 1 6 H 9 0 8 4 T e ' w = ° ' 8 P ® ' S 1 ’ * 2 “ 1 n / 8 - * * S ’1 0 - 9 s > n e “ nh ’ B . i T, o t h e r p a r a m e t e r s a r e t h e s a m e as for fig 4 . 5 . 1 , d a s h e d c u r v e

r e p r e s e n t s t h e c a s e of n e g l i g i b l e i n t e r n a l r a d i a t i o n r e f l e c t i o n )

m o ż e w y s t ą p i ć t a k ż e w p r z y p a d k u d e t e k t o r ó w F M E , w k t ó r y c h n i e w y s t ę p u j e e f e k t I n t e r f e r e n c y j n y , a l e k t ó r y c h c h a r a k t e r y s t y k i w i d m o w e c z u ł o ś c i n a p i ę ­ c i o w e j w y k a z u j ą z m i a n ę s y g n a ł u z u j e m n e g o na d o d a t n i z e w z r o s t e m e n e rgii f o t o n ó w r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a . M o ż e to w y s t ą p i ć z a r ó w n o w p r z y p a d ­ k u d e t e k t o r ó w F M E w y k o n a n y c h z J e d n o r o d n y c h e l e m e n t ó w p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h o z n a c z n i e w i ę k s z e j s z y b k o ś c i r e k o m b i n a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u na ich c z o ł o ­ wej p o w i e r z c h n i n i ż n a p o w i e r z c h n i t y l n e j ( p a t r z r y s u n e k 4 . 3 . 1 ) , J a k r ó w ­ n i e ż w p r z y p a d k u d e t e k t o r ó w F M E w y k o n a n y c h z e l e m e n t ó w p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h z g r a d i e n t e m s z e r o k o ś c i p r z e r w y e n e r g e t y c z n e j ( p a t r z r o z d z i a ł 6 . 4). D e t e k ­ t o r y te b ę d ą c h a r a k t e r y z o w a ł y s i ę tym w y ż s z ą t e m p e r a t u r ą m a r t w ą , im b a r ­ d z i e j p u n k t z m i a n y u j e m n e g o s y g n a ł u F M E ne s y g n a ł d o d a t n i b y ł b y p r z e s u ­ n i ę t y w s t r o n ę k r ó t s z y c h fal n a w i d m o w e j c h a r a k t e r y s t y c e c z u ł o ś c i n a p i ę ­ c i o w e j d e t e k t o r a .

N a l e ż y z a u w a ż y ć I ż stosowani© do o p i s u wszystkich tych detektorów FME parametrów związanych z temperaturę źródła promieniowania

nieoonochrosia 306 nieoonochrosia

de 303 de

-t e k -t o r o k a z y w a ł y s i ę b y ć m n i e j s z o o d s z u s ó w w ł a s n y c h o d b i o r n i k a e y g n e ł u o r a z od p o z i o m u z a k ł ó c e ń z e w n ę t r z n y c h [l02, 14 8 , 1 5 3 , 1 6 2]. O b e c n i e d o k o ­ n u j e e i ę p r z e ł o m w tej d z i e d z i n i e . T r a n z y s t o r y w z m a c n i a j ę c e w s p ó ł c z e ś n i e p r o d u k o w a n e p r z e z c z o ł o w e f i r m y ś w i a t o w e m a j ę w w a r u n k a c h z w a r c i a n a p i ę ­ cia a z u m ó w r z ę d u k i l k u d z i e s i ę t y c h n V / H ż 1//2 n a w e t w z a k r e s i e d o ś ć n i s k i c h c z ę s t o t l i w o ś c i ( r z ę d u 1 0 0 Hz).

D e t e k t o r y F M E z w y k l e w s p ó ł p r a c u j ę z e w z m a c n i a c z a m i p r z y d e t e k c j i p r o ­ m i e n i o w a n i a o m a ł y m n a t ę ż e n i u . W p r z y p a d k u d u ż y c h n a t ę ż e ń r e j e s t r o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a d e t e k t o r y FME m o g ę g e n e r o w a ć s y g n a ł y n a p i ę c i o w e d u ż e w p o r ó w n a n i u z s y g n a ł a m i w y j ś c i o w y m i i n n y c h n i e c h ł o d z o n y c h , s z y b k i c h d e t e k ­ t o r ó w p r o m i e n i o w a n i a z z a k r e s u d a l e k i e j p o d c z e r w i e n i . P i o t r o w s k i i i n n i [87, 162] r e j e s t r o w a l i s y g n a ł y r z ę d u 1 V na 1 mm d ł u g o ś c i d e t e k t o r a FME p r z y o ś w i e t l a n i u n i e c h ł o d z o n y c h d e t e k t o r ó w w y k o n a n y c h z C d >(H g 1_ x T e r z a d ­ ko p o w t a r z a n y m i i m p u l s a m i p r o m i e n i o w a n i a o d ł u g o ś c i f a l i & = 1 0 , 6 pa,

e m i t o w a n e g o p r z e z l a s e r COg.

B a r d z o k r ó t k i c z a s o d p o w i e d z i d e t e k t o r a F M E na z m i a n y n a t ę ż e n i a r e j e ­ s t r o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a jaa m n i e j s z ę w a r t o ś ć n i ż s t a ł e c z a s o w e p r a w i e w s z y s t k i c h d e t e k t o r ó w i n n y c h t y p ó w [l02, 16 6 , 567].

D u ż ę z a l e t ę d e t e k t o r ó w F M E J e s t i c h p r o s t a k o n s t r u k c j a , o d p o r n o ś ć m e ­ c h a n i c z n a i n l e w r a ż l l w o ś ć na w s t r z ę s y . D e t e k t o r y t e m a j ę s t o s u n k o w o m a ł e w y m i a r y , J e d n a k i c h m i n i a t u r y z a c j a J e s t o g r a n i c z o n a w y m i a r a m i m a g n e s ó w bę- d ę c y c h i c h i n t e g r a l n ę c z ę ś c i ę . S t a n o w i to i s t o t n ę w a d ę d e t e k t o r ó w F M E J e ­ d y n i e w n i e k t ó r y c h z i c h z a s t o s o w a ń .

C z u ł o ś ć n a p i ę c i o w a 1 w y k r y w a l n o ś ć z n o r m a l i z o w a n a d e t e k t o r ó w FME p r a c u j ę - c y c h w t e m p e r a t u r z e p o k o j o w e j sę z n a c z n i e g o r s z e n i ż w a r t o ś c i t y c h p a r a ­ m e t r ó w o d p o w i a d a J ę c e d e t e k t o r o m i n n y c h t y p ó w , c h ł o d z o n y m d o n i ż s z y c h t e m ­ p e r a t u r . W p o r ó w n a n i u z n i e c h ł o d z o n y m i f o t o r e z y s t o r a m i d e t e k t o r y F M E s t a ­ ję się k o n k u r e n c y j n e J e d y n i e p r z y d e t e k c j i p r o m i e n i o w a n i a z z a k r e s u (8*jl4) pm [l62, 337, 5 5 9 , 5 6 2 ] o r a z z z a k r e s u ( 3 * 5 , 5 ) Jim, a l e p r z y r e j e ­ s t r a c j i b a r d z o s z y b k i c h l u b b a r d z o w o l n y c h z m i a n n a t ę ż e n i a p r o m i e n i o w a n i a

[166]. O c z e k u j e się j e d n a k , ż e c z u ł o ś ć n a p i ę c i o w a i w y k r y w a l n o ś ć z n o r m a l i ­ z o w a n a o p t y m a l i z o w a n y c h d e t e k t o r ó w F M E w y k o n a n y c h z Ct^x H 9 1 _ x T e b ę d ę z n a c z ­ n i e w y ż s z e n i ż w i n n y c h t y p a c h d e t e k t o r ó w o d u ż e j s z y b k o ś c i r e a k c j i [87, 566].

O b n i ż e n i e t e m p e r a t u r y d e t e k t o r ó w F M E d a j e s t o s u n k o w o n i e w i e l k i p r z y r o s t c z u ł o ś c i w z a k r e s i e k r ó t k o f a l o w y m , a z n a c z n i e s i l n i e j s z y w d ł u g o f a l o w y m , co J e s t w y w o ł a n e p r z e s u w a n i e m s i ę d ł u g o f a l o w e j k r a w ę d z i f o t o c z u ł o ś c i w s t r o n ę fal d ł u ż s z y c h w m i a r ę o c h ł a d z a n i a e l e m e n t u f o t o c z u ł e g o [162]. Z a ­ b i e g ten Je s t j e d n a k o t y l e m a ł o p r z y d a t n y , ż e p a r a m e t r y c h ł o d z o n y c h d e ­ t e k t o r ó w FME r e j e s t r u j ę c y c h p r o m i e n i o w a n i e o d ł u g o ś c i fa l i r z ę d u (l-r25)|im sę g o r s z e ' o d f o t o r e z y s t o r ó w i d e t e k t o r ó w f o t o w o l t a i c z n y c h p r a c u j ę c y c h w t y c h s a m y c h t e m p e r a t u r a c h . D o t y c z y t o z a r ó w n o d e t e k t o r ó w p o s i a d a j ę c y c h e l e m e n t y f o t o c z u ł e w y k o n a n e z m a t e r i a ł u J e d n o r o d n e g o , j a k i w y k o n a n y c h z e

« « • ^-ŁJr 5 r 7 ° w o d n i k o w v e h z ę r a d i e n t e m s z e r o k o ś c i p r z e r w y e n e r g e t y c z n e j

309

-[162]. P o z a t y m c h ł o d z e n i e d e t e k t o r ó w F M E J e s t b a r d z o k ł o p o t l i w e ze w z g l ę ­ du n a o b e c n o ś ć m a g n e s u s t a n o w i ę c e g o n i e o d z o w n y e l e m e n t d e t e k t o r a FME. De- śli d e t e k t o r F M E j e s t c h ł o d z o n y do n i s k i c h t e m p e r a t u r , t o a l b o m a g n e s m u ­ si b y ć u m i e s z c z o n y w k o m o r z e p r ó ż n i o w e j , a l b o b a r d z o w ę s k i e l e m e n t k rio- s t a t u z e l e m e n t e m f o t o c z u ł y » j e s t w p a s o w a n y p o m i ę d z y n a b l e g u n n i k i n i e c h ł o - d z o n e g o m a g n e s u . W p i e r w s z y m p r z y p a d k u p o t r z e b n y J e s t k r i o s t a t o dużej p o j e m n o ś c i c i e p l n e j , n a t o m i a s t w d r u g i m p r z y p a d k u p r o b l e m e m J e s t s k o n s t r u o ­ w a n i e n a c z y n i a D e w a r a z e k s t r e m a l n i e m a ł y m p r z e ś w i t e m p o m i ę d z y J e g o ś c i a n ­ k a m i .

M a ł a r e z y s t a n c j a 1 p o j e m n o ś ć e l e k t r y c z n a d e t e k t o r ó w F M E p r a c u j ę c y c h w t e m p e r a t u r z e p o k o j o w e j u m o ż l i w i a k o n s t r u k c j ę s z y b k i c h u k ł a d ó w e l e k t r o n i c z ­ n y c h w s p ó ł p r a c u j ę c y c h z d e t e k t o r a m i p r o m i e n i o w a n i a p o d c z e r w o n e g o [566].

P r a k t y c z n e z a s t o s o w a n i a d e t e k t o r ó w F M E w y n i k a J ę b e z p o ś r e d n i o z m o ż l i ­ w o ś c i i c h s t o s o w a n i a w t e m p e r a t u r z e p o k o j o w e j , c z u ł o ś c i na d ł u g o f a l o w e p r o m i e n i o w a n i e p o d c z e r w o n e , d u ż e j s z y b k o ś c i d z i a ł a n i a o r a z z t e go, że n i e w y m a g a j ę ź r ó d ł a p o l a r y z a c j i z e w n ę t r z n e j . P r z y t o c z y m y k i l k a p r z y k ł a d ó w z a ­ s t o s o w a ń d e t e k t o r ó w FME, k t ó r e sę o p i s a n e w z a c y t o w a n e j l i t e r a t u r z e , z d a - J ę c s o b i e j e d n o c z e ś n i e s p r a w ę z t e g o , iż s z c z e g ó ł y t y c h z a s t o s o w a ń o r a z i n n e z a s t o s o w a n i a s p e c j a l n e sę o b j ę t e t a j e m n i c ę .

N a j p r o s t s z e z a s t o s o w a n i a z n a l a z ł y d e t e k t o r y F M E w p r z e c l w w ł a m a n l o w y c h u r z ę d z e n l a c h a l a r m o w y c h n i e w y m a g a j ę c y c h s t o s o w a n i a p o m o c n i c z e g o ź r ó d ł a p r o m i e n i o w a n i a [l02, 5 65].

K r u s a [102] o p i s a ł u r z ę d z e n i e z a w i e r a j ę c e d e t e k t o r F M E w y k o n a n y z I n Sb, k t ó r e w y k r y w a ł o c z ł o w i e k a z n a j d u j ę c e g o e l ę w o d l e g ł o ś c i 3 0 e. R e a g o w a ł o o n o p r z y t y m n a w e t n a z m i a n y n a t ę ż e n i e p r o m i e n i o w a n i a p o d c z e r w o n e g o e m i t o ­ w a n e g o p r z e z tę o s o b ę , g d y o t w i e r a ł a c n a i z e m y k a ł e m a r y n a r k ę . W u r z ą d z e ­ n i u t y m d e t e k t o r F M E b y ł u m i e s z c z o n y w o g n i s k u z w i e r c i a d ł a s f e r y c z n e g o o ś r e d n i c y 0 , 0 7 5 ». s k u p i a j ą c e g o r e j e s t r o w a n e p r o m i e n i o w a n i e . K ę t o w a z d o l ­ n o ś ć r o z d z i e l c z a r e j e s t r a c j i p r o m i e n i o w a n i e w y n o s i ł a 1 0 a i l i r a d l a n ó w . U r z ę d z e n i e b y ł o w y p o s a ż o n e w m o d u l a t o r m e c h a n i c z n y i w z m a c n i a c z w ą s k o p a s ­ m o w y (Af ■ 5 H z ) .

P o d o b n a z a s t o s o w a n i e z n a l a z ł y d e t e k t o r y F M E j a k o p r o s t e i c z u ł e u r z ę - d z e n i a z l i c z a j ą c e r ó ż n e o b i e k t y b e z p o t r z e b y s t o s o w a n i a p o m o c n i c z e g o ź r ó d ­ ła p r o m i e n i o w a n i a [ l l l ] .

K r u e e [ 1 0 2 ] p r z y t o c z y ł t a k ż e w y k o r z y s t a n i e d e t e k t o r ó w F M E d o d e t e k c j i p r z e g r z e w a n i a s i ę o a i w a g o n ó w k o l e j o w y c h . T e n s a m a u t o r u z n a ł za p e r s p e k ­ t y w i c z n e w y k o r z y s t a n i e d e t e k t o r ó w F M E w s y s t e m a c h u ż y w a n y c h na e t a t k a c h k o s m i c z n y c h d o u s t a l a n i e l o k a l n e g o p l o n u . P l o n t e n w y z n a c z a s i ę p o p r z e z d z i e l e n i e k ę t a p o m i ę d z y p o j a z d e m i p r z e c i w l e g ł y m i p u n k t a m i h o r y z o n t u . K r u s e [102] u w a ż a ł , ż e d e t e k t o r y F M E p o w i n n y być u ż y t e c z n e d o d e t e k c j i n i e c i ę g ł o ś c i p o m i ę d z y n i e b e m i Z i e m i ę , p r z y c z y m d e t e k c j a z i e m s k i e g o p r o ­ m i e n i o w a n i a t e r m i c z n e g o u m o ż l i w i a m o n i t o r o w a n i e h o r y z o n t u r ó w n i e ż w c i e m -

• n o ś c i .

- 310

D e t e k t o r y F M E z n a l a z ł y z a s t o s o w a n i e w k o n t r o l i p r z e b i e g u r e a k c j i c h e ­ m i c z n y c h [7], w b a d a n i a c h n a d o d d z i a ł y w a n i e « w i ę z k l l a s e r o w e j z m a t e r i ę [l62], w e k s p e r y m e n t a c h l a s e r o w y c h n a d s y n t e z ę t e r m o j ę d r o w ę [87j o r a z w b a d a n i a c h p a r a m e t r ó w w i ą z e k l a s e r o w y c h [ 1 6 2 , 5 6 6 ] . K r o m a w s w o j e j p r a c y [ l l l ] p r z y t o c z y ł z a s t o s o w a n i e d e t e k t o r ó w F M E w i m p u l s o w y c h d a l m i e r z a c h na p o d c z e r w i e ń , a w k i l k u p r a c a c h z w r ó c o n a u w a g ę na m o ż l i w o ś ć i c h z a s t o ­ s o w a n i e w l i d a r a c h [ 8 7 , 162, 5 6 6 ] . R a w i c z [

7

] z w r ó c i ł u w a g ę na w y p o s a ż e ­ n i e r a k i e t s a m o n a p r o w a d z a j ę c y c h w d e t e k t o r y FME. W [570] w s p o m n i a n o o r z a d k i m u ż y c i u d e t e k t o r ó w F M E w o p t y c e ś w i a t ł o w o d o w e j , n i e p o d a n o j e d n a k ż a d n y c h s z c z e g ó ł ó w na t e n temat. N a t o m i a s t w l i c z n y c h p r a c a c h [87, 10 2 , 162, 56 6 ] w y m i e n i a s i ę d e t e k t o r y F M E J a k o o d b i o r n i k i w s y s t e m a c h ł ą c z n o ­ ś ci l a s e r o w e j p r a c u j ę c y c h w p o d c z e r w i e n i . W [56l] u z n a n o d e t e k t o r y F M E z a b a r d z o p r z y d a t n e w d e t e k c j i h e t e r o d y n o w e j , w k t ó r e j d e t e k t o r o d b i e r a s y ­ g n a ł z m i e s z a n y z s y g n a ł e m l o k s l n e g o l a s e r a . T a k i s y s t e m d e t e k c j i p o z w a l a u z y s k a ć z n a c z n i e l e p s z y s t o s u n e k s y g n a ł u d o s z u m ó w .

O e z e l i c h o d z i o z a m i a n ę e n e r g i i p r o m i e n i o w a n i a e l e k t r o m a g n e t y c z n e g o w e n e r g i ę e l e k t r y c z n ę , to J u ż L a g r e n a u d l e [ 2 8 2 ] z w r ó c i ł u w a g ę , i ż d e t e k t o r y F M E sę b e z z n a c z e n i a w p o r ó w n a n i u z o g n i w a m i f o c o w o l t a i c z n y m i .

Z i t t e r [165] p r z y t o c z y ł , j a k o J e d n o z z a s t o s o w a ń d e t e k t o r ó w FME, i c h w y k o r z y s t a n i e J a k o c z u j n i k ó w t e m p e r a t u r y , a K r u s e [l02, lll] p o d a ł i n f o r ­ m a c j ę o i c h w y k o r z y s t a n i u w s y s t e m a c h z d a l n e g o o k r e ś l a n i a t e m p e r a t u r y na p o w i e r z c h n i r ó ż n y c h o b i e k t ó w . W s p o m i n a j ę c o t y c h z a s t o s o w a n i a c h t r z e b a j e d n a k j e s z c z e r a z z w r ó c i ć u w a g ę na to, iż w p e w n y c h p r z y p a d k a c h d e t e k t o ­ ry F M E c h a r a k t e r y z u j ę s i ę b a r d z o s z c z e g ó l n ę z a l e ż n o ś c i ? o d t e m p e r a t u r y ź r ó d ł a p r o m i e n i o w a n i a c i e p l n e g o ( r o z d z i a ł 9 . 3 ) .

W p r a c y [6 2 ] z w r ó c o n o u w a g ę na m o ż l i w o ś ć w y k o r z y s t a n i a d e t e k t o r ó w F M E d o r e j e s t r a c j i s t a n u p o l a r y z a c j i p r o m i e n i o w a n i a e l e k t r o m a g n e t y c z n e g o

( r o z d z i a ł y 4 . 1 o r a z 4 . 5 ) ;

10. W Y K O R Z Y S T A N I E Z 3 A W I S K A F O T O M A G N E T O E L E K T R Y C Z N E G O W B A D A N I A C H P Ó L M A G N E T Y C Z N Y C H

W z w i ę z k u z ty m , ż e J e d n y m z c z y n n i k ó w w a r u n k u j ą c y c h w y s t ę p i e n i e z j a ­ w i s k a F M E J e s t p o l e m a g n e t y c z n e , o b s e r w a c j e t e g o z j a w i s k a m o g ę być w y k o ­ r z y s t y w a n e w b a d a n i a c h p ó l m a g n e t y c z n y c h . C z u j n i k p o l a m a g n e t y c z n e g o b azu- J ę c y n a w y k o r z y s t a n i u z j a w i s k a F M E , n a z w a n y p r z e z A d i r o w l c z a i i n n y c h [

343

] f o t o s t a g n e t o m e t r e m ( 4 > o T 0 K a r H a r o M e T p ) w y k a z u j e p o d o b n e z a l e t y Jak FME d e t e k t o r y p o d c z e r w i e n i . N i e w y m a g a o n p r z y ł o ż e n i a z e w n ę t r z n e g o p o l a e l e k ­ t r y c z n e g o , p o s i a d a b a r d z o p r o s t e b u d o w ę i m a ł e w y m i a r y , c e c h u j e s i ę stałę b e z w ł a d n o ś c i ą c z a s ó w « .

M e t t e [ 5 7l] p o r a z p i e r w s z y o p i s a ł w y k o r z y s t a n i e w U . S . A r m y S i g n a l E n ­ g i n e e r i n g L a b o r a t o r i e s p r z y r z ę d u b a z u j ę c e g o na z j a w i e k u F M E do o b s e r w a c j i i p o m i a r ó w z m i a n n i e p e r i o d y c z n y c h p ó l m a g n e t y c z n y c h . D e t e k t o r FME b y ł w y ­ k o n a n y z n - t y p u g e r m a n u o r o z y s t y w n o ś c i p * 0 , 1 7 Q m , w p o s t a c i p ł a s k o - - r ó w n o l e g ł e j p ł y t k i o w y m i a r a c h 15 x 7 x 0 , 7 o n 3 . P ł y t k a ta b y ł a p r z y m o ­ c o w a n a d o p l a s t i k o w e g o p r ę t a i o s ł o n i ę t o j ę s z k l a n ę p r z y k r y w k ę . C z o ł o w a p o w i e r z c h n i a p ł y t k i p ó ł p r z e w o d n i k o w e j b y ł a w y t r a w i o n a , a t y l n a z o s t a ł a z e s z l i f o w a n a w c e l u z a p e w n i e n i a z n i k o m e j s z y b k o ś c i r e k o m b i n a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u na p o w i e r z c h n i o ś w i e t l a n e j o r a z d u ż e j s z y b k o ś c i r e k o m b i n a c j i na p o w i e r z c h n i t y l n e j . D e t e k t o r praco-.ał w t e m p e r a t u r z e p o k o j o w e j . O a k o ź r ó d ­ ło ś w i a t ł a w y k o r z y s t y w a n o o ś w i e t l a c z m i k r o s k o p o w y o m o c y 3 0 W , k t ó r e g o p r o m i e n i o w a n i e o g n i s k o w a n o n a d e t e k t o r z e . O e t e k t o r k a l i b r o w a n o za p o m o c ę s t a ł e g o p o l a m a g n e t y c z n e g o o z n a n e j w a r t o ś c i i n d u k c j i . S y g n a ł n a p i ę c i o w y w y t w a r z a n y p r z e z d e t e k t o r F M E z a l e ż a ł l i n i o w o o d w a r t o ś c i i n d u k c j i po l a m a g n e t y c z n e g o a ż d o w a r t o ś c i 0 , 5 T. C z u ł o ś ć n a p i ę c i o w a d e t e k t o r a w y n o s i ł a 6 0 « Y / T .

T w ó r c a t e g o d e t e k t o r a u w a ż a ł , ż e c z u ł o ś ć o r a z ł a t w o ś ć w y k o n a n i a u r z ę - d z e ń F M E s u g e r u j ę i c h l i c z n e z a s t o s o w a n i a p r z y m o n i t o r o w a n i u s z y b k o z m i e n - n y c h p ó l m a g n e t y c z n y c h .

C z u ł o ś ć n a p i ę c i o w ę , p r ó g c z u ł o ś c i 1 c h a r a k t e r y s t y k ę c z ę s t o t l l w o ś c i o w ę f o t o m a g n e t o m e t r ó w n o ż n a o b l i c z a ć w t e n s a m s p o s ó b j a k o d p o w i e d n i e c h a r a k ­ t e r y s t y k i F M E d e t e k t o r ó w p r o m i e n i o w a n i a p o d c z e r w o n e g o ( r o z d z i a ł 9).

T r z e b a p r z y t y m J e d y n i e b r a ć p o d u w a g ę z a l e ż n o ś c i n i e p a r z y s t e g o z j a w i s k a F M E o d w a r t o ś c i i n d u k c j i p o l a m a g n e t y c z n e g o , k t ó r e z o s t a ł y p r z e d s t a w i o n e w. r o z d z i a l e 4.2.

S p o s ó b z n a c z n e g o z w i ę k s z e n i a c z u ł o ś c i F M E p r z y r z ę d ó w s ł u ż ę c y c h do b a ­ d a n i a p ó l m a g n e t y c z n y c h , k t ó r y b y ł o d m i e n n y o d o p t y m a l i z a c j i d e t e k t o r a w y k o r z y s t u j ą c e g o z w y k ł e z j a w i s k o F M E , w y s t ę p u j ę c e w p ó ł p r z e w o d n i k u J e d n o ­

312

-r o d n y » , z a p -r o p o n o w a ł w e w o j e j m o n o g -r a f i i R a w i c z £ 7 ] . Z w -r ó c i ł o n m i a n o w i ­ cie u w a g ę , iż do p o m i a r ó w w a r t o ś c i i n d u k c j i p o l a m a g n e t y c z n e g o m o ż n a w y ­ k o r z y s t a ć z j a w i s k o F M E na z ł ą c z u p - n ( r o z d z i a ł 6 . 5 ) . S z y b k i e n a s y c a n i e się n a p i ę c i e w y w o ł a n e g o t y m e f e k t e m z e w z r o s t e m n a t ę ż e n i a ś w i a t ł a p a d a j ą ­ c e g o n a z ł ą c z e , p r o p o r c j o n a l n o ś ć n a p i ę c i a d o w a r t o ś c i i n d u k c j i p o l a m a ­ g n e t y c z n e g o i s ł a b a z a l e ż n o ś ć od t e m p e r a t u r y c z y n i ę t e n e f e k t b a r d z o p r z y ­ d a t n y d o b u d o w y f o t o m a g n e t o m e t r ó w . R a w i c z [7] z a p r o p o n o w a ł , a b y p r z y r z ą d taki s k o n s t r u o w a ć w p o s t a c i p ł y t k i p ó ł p r z e w o d n i k a z a w i e r a j ą c e j d u ż ę l i c z ­ bę s z e r e g o w o p o ł ę c z o n y c h z ł ę c z y p-n. C z ę s t k o w e f o t o n a p i ę c i a w y w o ł a n e z j a ­ w i s k i e m F M E na z ł ę c z a c h p - n i n - p d o d a j ę s i ę d o s i e b i e , 1 p o d c z a s g d y fo ­ t o n a p i ę c i a w y w o ł a n e z j a w i s k i e m f o t o w o l t a i c z n y m n a t y c h z ł ę c z a c h u l e g a j ę w z a j e m n e j k o m p e n s a c j i . W t e n s p o s ó b s y g n a ł F M E w y s t ę p u j ę c y w p r ó b c e z e ­ w i e r a j ę c e j d u ż ę l i c z b ę z ł ę c z y p - n o s i ą g n i e w a r t o ś ć z n a c z n i e w i ę k s z ą o d s y g n a ł u w y w o ł y w a n e g o z j a w i s k i e m F M E w p r ó b c e J e d n o r o d n e j . T a k s k o n s t r u o ­ w a n y p r z y r z ą d , w y k o n a n y z t y p o w y c h p ó ł p r z e w o d n i k ó w (np. z G e ) i o ś w i e t l o ­ ny p r o m i e n i o w a n i e m o n a t ę ż e n i u z b l i ż o n y m d o n a t ę ż e n i a ś w i a t ł a s ł o n e c z n e g o J e s t n i e c z u ł y na z m i a n y n a t ę ż e n i a ś w i a t ł a . C z u ł o ś ć n a p i ę c i o w a t e g o p r z y ­ r z ą d u J e s t p r o p o r c j o n a l n a do l i c z b y z ł ą c z y p - n , k t ó r e on z a w i e r a . Z a k ł a ­ d a j ą c w a r t o ś ć e f e k t y w n e j r u c h l i w o ś c i n o ś n i k ó w ł a d u n k u e l e k t r y c z n e g o

£ie * 0 . 5 m / V e o r a z l i c z b ę N = 2 0 0 z ł ą c z y p - n na J e d e n c e n t y m e t r d ł u g o ­ ści d e t e k t o r a , R a w i c z o s z a c o w a ł c z u ł o ś ć n a p i ę c i o w ą t a k i e g o f o t o m a g n e t o - m e t r u p r a c u j ę c e g o w t e m p e r a t u r z e p o k o j o w e j ( p a t r z w z ó r ( 6 . 5 . 4 ) , r o z d z i a ł 6 . 5 ) J a k o r ó w n ą 1 , 6 V/T. C z u ł o ś ć t a k a J e s t p o r ó w n y w a l n a z c z u ł o ś c i ą h a l o - t r o n ó w . Z a s t o s o w a n i e s t r u k t u r y w i e l o z ł ą c z o w e j p o w i n n o p o z w a l a ć n i e t y l k o na z w i ę k s z e n i e c z u ł o ś c i f o t o m a g n e t o r o e t r u , l e c z t a k ż e n a o b n i ż e n i e p r o g u c z u ł o ś c i , p o n i e w a ż n a p i ę c i e s z u m ó w J e s t p r o p o r c j o n a l n e d o VTT [

7

]. P r z y ­ r z ą d t a k i z e w z g l ę d u na to, ż e n i e w y m a g a s t a b i l i z a c j i i w y z n a c z a n i e n a ­ t ę ż e n i a o ś w i e t l e n i a p o w i n i e n b y ć p r o s t s z y w e k s p l o a t a c j i a n i ż e l i p r z y r z ą d o p i s a n y p r z e z M e t t e g o [ 5 7 l ] . P o m y s ł R a w i c z a z r e a l i z o w a ł d o p i e r o w 1 9 8 0 r o k u K i k o i n z e s w y m i w s p ó ł p r a c o w n i k a m i [28l] . W y t w o r z y l i o n i u k ł a d s z e r e ­ g o w o p o ł ę c z o n y c h 1 2 z ł ą c z y p - n w p r ó b c e G e o d ł u g o ś c i 16 mm. D o ś w i a d c z a l ­ n i e s t w i e r d z i l i d o d a w a n i e s i ę n a p i ę ć p o c h o d z ą c y c h o d z j e w i e k a F M E n a k o ­ l e j n y c h z ł ą c z a c h p - n ( p a t r z r o z d z i a ł 6 . 5 ) i u z n a l i , iż s t r u k t u r y w i e l o - z ł ą c z o w e m o g ą p r z y c z y n i ć s i ę d o z w i ę k s z e n i a e f e k t y w n o ś c i p r z y r z ą d ó w p r a ­ c u j ą c y c h n a b a z i e z j a w i s k a F M E . N a l e ż y J e d n a k z a u w a ż y ć , ż e w y t w o r z e n i e u k ł a d u w i ę k s z e j l i c z b y z ł ą c z y p - n (np. 2 0 0 z ł ę c z y p - n n a J e d e n c e n t y m e t r d ł u g o ś c i c z u j n i k a ) o r a z z a p e w n i e n i e r u c h l i w o ś c i r z ę d u 0 , 5 m 2 / V e w i ą ż e się z p e w n y m i t r u d n o ś c i a m i t e c h n o l o g i c z n y m i i k o n s t r u k c y j n y m i . N a t o m i a s t s a m ą i d e ę w i e l o z ł ą c z o w e g o f o t o m a g n e t o m e t r u r o z w i n ę l i w t r o c h ę z m i e n i o n e j p o ­ s t a c i A d l r o w i c z i i n n i [

343

, 3 4 6 - 3 4 8 ] . B a d a c z e c l [343] o p r a c o w a l i i w y ­ k o n a l i f o t o m a g n e t o e l e k t r y c z n y c z u j n i k p o l a m a g n e t y c z n e g o , w y k o r z y s t u j ą c J a k o e l e m e n t a k t y w n y c i e n k i e w a r s t w y C d T e . W a r s t w y t a k i e , w y k a z u j ą c e w y ­ s o k o n a p i ę c i o w y e f e k t f o t o w o l t a i c z n y ( W E F ), s t a n o w i ę u k ł a d y o g r o e n e j l i c z ­ by B l k r o z ł ę c z p - n z l o k a l i z o w a n y c h w b a r d z o e a ł e j o b j ę t o ś c i £343]. W p r z y ­

313

-p a d k u naparowonia warstw CdTe w kierunku prostopadły*! do p o d ł o ż e w a r s t w y te wykazuję z n i k o m e n a p i ę c i a fotowoltalczrte .orez bardzo wysoki« napięcia w y w o ł a n e zjawiskia» F M E (patrz rozdział 6 . 5 ) , Słaba zależność zjewieks F M E o d t e m p e r a t u r y s p r e w l a , ż e w t r a k c i e e k s p l o a t a c j i c z u j n i k a nie jest w y m a g a n a j e g o s p e c j a l n a t e r a o s t e b i ł i z a c j a . W p o r ó w n a n i u z r u c h l i w o ś c i « » ! n o ś n i k ó w ł a d u n k u , k t ó r e sę t y p o w e d l a m a t e r i a ł ó w w y k o r z y s t y w a n y c h de p r o ­ d u k c j i h a l o t r o n ó w , e f e k t y w n a r u c h l i w o ś ć n o ś n i k ó w w w a r s t w a c h w y k a z u j ą c y c h W E F J e s t b a r d z o siała. Z a p e w n i a to l i n i o w ą z a l e ż n o ś ć n a p i ę c i a w y w o ł a n e g o z j a w i s k i e m F M E o d w a r t o ś c i i n d u k c j i p o l a m a g n e t y c z n e g o n awet w p o l e c h o w a r t o ś c i i n d u k c j i r z ę d u 1 0 T [343, 3 48]. F o t e m e g n e t o m e t r , k t ó r y z a p r e z e n ­ t o w a n o w p r a c y [343] , p o z w a l a ł m i e r z y ć p o l e m a g n e t y c z n e o d 1 0 _ 2 T d o 0 , 5 T.

P r z y ty m . Jak p o d a l i J e g o t w ó r c y , g ó r n a g r a n i c a w a r t o ś c i i n d u k c j i pól m a g n e t y c z n y c h , w k t ó r y c h p r z y r z ą d t e n n o ż e b y ć s t o s o w a n y , w y n i k a ł a z j e g o k o n s t r u k c j i , a n i e b y ł a u w a r u n k o w a n e m e c h a n i z m e m f i z y c z n y m z j a w i s k a FME.

C z u ł o ś ć n a p i ę c i o w a t e g o t y p u d e t e k t o r a p o l s m a g n e t y c z n e g o w y n o s i ł a (204

•?50) V / T i J e s t z n a c z n i e w y ż s z e o d c z u ł o ś c i h a l o t r o n ó w [343, 347].

S z y b k i e n a s y c a n i e e i ę n a p i ę c i a w y w o ł a n e g o z j a w i s k i e m F M E ze w z r o s t e m n a t ę ż e n i a ś w i a t ł a p a d a j ą c e g o n a w a r s t w ę p ó ł p r z e w o d n i k o w ą w y k a z u j ą c ą w y s o ­ k o n a p i ę c i o w y e f e k t F M E z a p e w n i a m a ł ą c z u ł o ś ć na z m i a n y o ś w i e t l e n i e foto- m a g n e t o m e t r u z b u d o w a n e g o w o p a r c i u o t a k i e w a r s t w y . F o t © m a g n e t o m e t r m o ż e by ć z p o w o d z e n i e m o ś w i e t l a n y p r o m i e n i o w a n i e m s ł o n e c z n y m l u b ze p o m o c ą ź r ó d ł a ś w i a t ł a b i a ł e g o o n i e w i e l k i e j m o c y £343].

W a d ą c z u j n i k ó w f o t o m a g n e t o e l e k t r y c z n y c h w y k o r z y s t u j ą c y c h c i e n k i e w a r ­ s t w y C-dTe J e s t d u ż a r e ż y s t y w n o ś ć t y c h w a r s t w ( o k o ł o 1 0 i O fi ) [343]. S t w a ­ r z a to k o n i e c z n o ś ć s t o s o w a n i a do d e t e k c j i n a p i ę c i a w y w o ł y w a n e g o z j a w i s k i e m F M E m i e r n i k ó w e l e k t r o n i c z n y c h o d y ż e j r e z y s t a n c j i w e j ś c i o w e j .

Z t e o r i i z j a w i s k a F M E na s t r u k t u r z e w i e l o z ł ą c z o w e j o r a z z w y n i k ó w d o ­ ś w i a d c z a l n y c h , o k t ó r y c h w s p o m i n a j ą A d i r o w i c z i i n n i [343] . w y n i k a , że f o t o m a g n e t o m e t r z b u d o w a n y w o p a r c i u o te s t r u k t u r y m o ż e p r a c o w a ć w s z e r o ­ k i m z a k r e s i e c z ę s t o t l i w o ś c i . P o s i a d a d u ż ą c z u ł o ś ć i m o ż e b y ć z m i n i a t u r y ­ z o w a n y , co jest s z c z e g ó l n i e i s t o t n e p r z y b a d a n i u t o p o g r a f i i p ó l m a g n e ­ t y c z n y c h . N i e s t e t y , b r a k j e s t s z c z e g ó ł o w y c h c h a r a k t e r y s t y k f o t o m e g n e t o a o - t r u z b u d o w a n e g o p r z e z z a c y t o w a n y c h a u t o r ó w . Z p r z e d s t a w i o n y c h i n f o r m a c j i w y n i k a j e d n a k , i ż w p e w n y c h s z c z e g ó l n y c h p r z y p a d k a c h f o t o m a g n a t o m e t r y m o ­ gą i sę z p o w o d z e n i e m s t o s o w a n e w b a d a n i a c h p ó l m a g n e t y c z n y c h .

11. u w a g i k o ń c o w e

Z j a w i s k o f o t o o a g n e t o e l e k t r y c z n e j e s t i n t e r e s u j ą c y m e f e k t e m , k t ó r y z n a t u r y r z e c z y s i l n i e z a l e ż y od w i e l u r ó ż n o r o d n y c h c z y n n i k ó w f i z y c z n y c h . W p o p r z e d n i c h r o z d z i a ł a c h p r z e d s t a w i o n o J u ż w i e l e s z c z e g ó ł o w y c h w n i o s k ó w na t e n t e m a t . Ne z a k o ń c z e n i e n a l e ż y j e d n a k J e s z c z e r a z w y r a ź n i e p o d k r e ś ­ lić d u ż e p o t e n c j a l n e m o ż l i w o ś c i t k w i ę c e w w y k o r z y s t a n i u w y n i k ó w b a d a ń z j a w i s k a F M E dla l e p s z e g o p o z n a n i a p r o c e s ó w t r a n s p o r t u i r e k o m b i n a c j i n o ś n i k ó w ł a d u n k u e l e k t r y c z n e g o o r a z o d d z i a ł y w a n i a fal e l e k t r o m a g n e t y c z ­ n y c h z p ó ł p r z e w o d n i k a m i u m i e s z c z o n y m i w p o l u m a g n e t y c z n y m . P o n a d t o z j a ­ w i s k o F M E u m o ż l i w i a k o n s t r u o w a n i e s t o s u n k o w o p r o s t y c h d e t e k t o r ó w p r o m i e ­ n i o w a n i a p o d c z e r w o n e g o o r a z m a g n e t o m e t r ó w . W n i e k t ó r y c h p r z y p a d k a c h u r z ą ­ d z e n i a te d z i ę k i s w o i m p a r a m e t r o m sę k o n k u r e n c y j n e d l a u r z ę d z e ń s ł u ź ę c y c h t y m s a m y m c e l o m a f u n k c j o n u j ą c y c h w o p a r c i u o i n n e z j a w i s k s f i z y c z n e . Z ty c h to w z g l ę d ó w z j a w i s k o F M E j e s t p r z e d m i o t e m c i ę g ł y c h b a d a ń w w i e l u l a b o r a t o r i a c h na c a ł y m ś w i e c i e .

N i n i e j s z a m o n o g r a f i a s t a n o w i p o d s u m o w a n i e p r a c w y k o n a n y c h w tej d z i e ­ d z i n i e d o r o k u 1 9 8 5 . D e d n o c z e ś n i e p r e z e n t u j e o n a w ł a s n e o s i ą g n i ę c i a a u t o r a w z a k r e s i e t e o r e t y c z n y c h i e k s p e r y m e n t a l n y c h b a d a ń z j a w i s k a F M E w p ó ł p r z e w o d n i k a c h j e d n o r o d n y c h , s t r u k t u r a c h ! w i e l o w a r s t w o w y c h i s t r u k t u ­ r a c h p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h z g r a d i e n t e m s z e r o k o ś c i p r z e r w y e n e r g e t y c z n e j , a t a k ż e w z a k r e s i e o p r a c o w a n i a i s t o s o w a n i a F M E m e t o d b a d a n i a m a t e r i a ł ó w p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h o r a z o p t y m a l i z a c j i F M E d e t e k t o r ó w p r o m i e n i o w a n i a p o d ­ c z e r w o n e g o .

P r z e d s t a w i a j ą c a k t u a l n y s t a n p o z n a n i a i p r a k t y c z n y c h z a s t o s o w a ń z j a w i ­ s ka FM E , k o n i e c z n e w y d a j e s i ę b y ć o k r e ś l e n i e p r a w d o p o d o b n y c h k i e r u n k ó w d a l s z y c h p r a c w t y c h d z i e d z i n a c h . Z d a n i e m a u t o r a n i n i e j s z e j m o n o g r a f i i r y s u j e s i ę p o t r z e b a d o k o n a n i a g ł ę b s z e j a n a l i z y z j a w i s k a F M E w y s t ę p u j ę c e - g o w w a r u n k a c h o ś w i e t l a n i e p ó ł p r z e w o d n i k ó w p r o m i e n i o w a n i e m o d u ż y m n a t ę ­ ż e n i u o r a z a n a l i z y k i n e t y k i z m i a n t e g o z j a w i s k a w w a r u n k a c h n i e s t a c j o n a r ­ n e g o o ś w i e t l e n i a . Z a g a d n i e n i a te sę s z c z e g ó l n i e i s t o t n e z w ł a s z c z a dla o p t y m a l i z a c j i k o n s t r u k c j i F M E d e t e k t o r ó w p r o m i e n i o w a n i a p o d c z e r w o n e g o o r a z d l a I c h w y k o r z y s t a n i a w s y s t e m a c h d e t e k c j i h e t e r o d y n o w e j . N a l e ż y p r z y t y m p o d k r e ś l i ć , i ż t e n s p o s ó b w y k o r z y s t a n i a d e t e k t o r ó w F M E r o k u j e l i c z n e z a s t o s o w a n i a p r a k t y c z n e i z t e g o w z g l ę d u p r a c e w t y m z a k r e s i e w y ­ d a j ę s i ę b y ć s z c z e g ó l n i e u ż y t e c z n e . Z p u n k ~ u w i d z e n i a o p t y m a l i z a c j i k o n ­ s t r u k c j i d e t e k t o r ó w F M E k o n i e c z n a j e s t u s t a w i c z n a k o n t r o l a k i n e t y c z n y c h , r e k o n b i n a c y j n y c h 1 o p t y c z n y c h p a r a m e t r ó w w y j ś c i o w e g o s a t e r i a ł u p ó ł p r z e ­ w o d n i k o w e g o s t o s o w a n e g o d o p r o d u k c j i d e t e k t o r ó w . D o t y c z y t o z a r ó w n o m a t e

315

-r l a ł ó w j e d n o -r o d n y c h . J a k 1 z g -r a d i e n t e m s z e -r o k o ś c i p -r z e -r w y e n e -r g e t y c z n e j . O e d y n l e p e ł n a z n a j o m o ś ć w ł a s n o ś c i p ó ł p r z e w o d n i k a s t o s o w a n e g o w d a n y m p r o ­ c e s i e t e c h n o l o g i c z n y m m o ż e p o z w o l i ć na e f e k t y w n e p o p r a w i e n i e p a r a m e t r ó w g o t o w y c h u r z ę d z e ń o r a z n a z w i ę k s z e n i e o p ł a c a l n o ś c i p r o d u k c j i . W s t o s u n k o ­ w o p r o s t y s p o s ó b m o ż n a u z y s k a ć p o w i ę k s z e n i e c z u ł o ś c i d e t e k t o r ó w FME p r z e z w y t w a r z a n i e ns p o w i e r z c h n i ich e l e m e n t ó w p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h w a r s t w p aey- w u j ę c y c h o d g r y w a j ą c y c h r o l ę i n t e r f e r e n c y j n y c h f i l t r ó w o p t y c z n y c h .

N o w a p o t r z e b y w z a k r e s i e l e p s z e g o o p i s u t e o r e t y c z n e g o z j a w i s k a F M E p r z y n o s z ę z e s o b ę b a d a n i a n o w y c h m a t e r i a ł ó w p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h , np. p ó ł ­ p r z e w o d n i k ó w f e r r o m a g n e t y c z n y c h £ l 4 7 ] . W r o k u 1 9 8 1 S e h e r i 1 A n d r a b i £ 5 7 2 ] o p u b l i k o w a l i w y n i k i c i e k a w y c h e k s p e r y m e n t ó w p r z e p r o w a d z o n y c h n a m a t e r i a ­ ł a c h o r g a n i c z n y c h . S t w i e r d z o n o a l a n o w i c l e w t r o s t n a t ę ż e n i a p r ę d u p r z e p ł y ­ w a j ą c e g o p r z e z p r ó b k i , g d y b y ł y o n e o ś w i e t l a n e p r o m i e n i o w a n i e m p o d c z e r w o ­ n y m i g d y z n a j d o w a ł y s i ę w s t a ł y m p o l u m a g n e t y c z n y m . W z a c y t o w a n e j p r a c y e f e k t t e n n a z w a n o z j a w i s k i e m f o t o e l e k t r o a a g n e t y c z n y m ( p h o t o e l e c t r o m a g n e - t ic e f f e c t ) . D e g o n a t u r a n i e j e s t d o b r z e z n a n a . W y d a j e s i ę . I ż b a d a n i a n e d e f e k t e m F M E w m a t e r i a ł a c h o r g a n i c z n y c h *>aję p r z e d s o b ę s z e r o k i e p e r ­ s p e k t y w y z e w z g l ę d u na i c h p o t e n c j a l n e m o ż l i w o ś c i d o s t a r c z e n i a i n f o r m a c j i o o p t y c z n y c h 1 e l e k t r y c z n y c h w ł a s n o ś c i a c h b a d a n y c h m a t e r i a ł ó w .

P O D Z I Ę K O W A N I A

P r a g n ę na z a k o ń c z e n i e w y r a z i ć g ł ę b o k ę w d z i ę c z n o ś ć P a n u P r o f . dr. hab, S ł a w o m i r o w i K o ń c z a k o w i z P o l i t e c h n i k i S l ę s k i e J w G l i w i c a c h za z a c h ę t ę do n a p i s a n i a n i n i e j s z e j p r a c y , o w o c n e d y s k u s j e o r a z z a ż y c z l i w o ś ć i pom o c .

C z u j ę się w » i ł y » o b o w i ę z k u z ł o ż y ć p o d z i ę k o w a n i a P a n o m Doc. dr. hab.

O ó z e f o w i P i o t r o w s k i e m u , Or, K r z y s z t o f o w i 3 ó ż w i k o w s k l e m u i p o z o s t a ł y m K o l e g o m z W o j s k o w e j A k a d e m i i T e c h n i c z n e j w W a r s z a w i e o r a z z Z a k ł a d u D o ­ ś w i a d c z a l n e g o I n s t y t u t u F i z y k i P l a z m y 1 L a s e r o w e j M i k r o s y n t e z y w W a r s z a ­ w i e z a w i e l o l e t n i ? w s p ó ł p r a c ę , k t ó r a p r z y c z y n i ł a s i ę d o p o w s t a n i a tej p r a c y .

P r a g n ę p o d z i ę k o w a ć P a n u P r o f . dr. h a b . S t a n i s ł a w o w i S i k o r s k i e m u z I n ­ s t y t u t u T e c h n o l o g i i E l e k t r o n o w e j w W a r s z a w i e z b c a n n e r a d y o r a z za u d o ­ s t ę p n i e n i e m a t e r i a ł u d o ba d a ń .

O z i ę k u j ę P a n i P r o f . d r P.C. E u t h y m l o u z U n i w e r s y t e t u w A t e n a c h o r a z P a n u Or. O i e t m a r o w i G e n z o w o w l sc U n i w e r s y t e t u w B e r l i n i e za s z e ­ r e g c e n n y c h d y s k u s j i n a d p r a c ę .

D z i ę k u j ę I G V K e r n f o r s c h u n g s a n l a g e z pilllch ( RFN) za u d o s t ę p n i e n i a do b a d a ń p r ó b e k a m o r f i c z n e g o k r z e s u .

P a n u P r o f . dr. W . K . M a l u t i e n c e z I n s t y t u t u P ó ł p r z e w o d n i k ó w A N Ukr. S S R w K i j o w i e , P a n u P r o f , dr. V. Augellietais z U n i w e r s y t e t u w B a r i w e W ł o s z e c h

3 1 6

-o r a z Or. S. Cr l s t -o l -o v e a n u z I n s t i t u t N a t i -o n a l P -o l y t e c h n i q u e w C r e n -o b l e n e F r a n c j i d z i ę k u j ę z a z a i n t e r e s o w a n i a p r a c ę o r a z d o s t a r c z e n i e o d b i t e k s z e ­ r e g u p r a c n a u k o w y c h n i e d o s t ę p n y c h » P o l s c e .

K o l e g o m - w s p ó ł p r a c o w n l k o a z I n s t y t u t u F i z y k i P o l i t e c h n i k i ś l ę s k l e j w G l i w i c a c h d z i ę k u j ę z a Ż y c z l i w o ś ć 1 p o a o c w c z a s i e w y k o n y w a n i a m o i c h b a ­ dań.

L I T E R A T U R A

[ 1] F r e n k e l 0 . , So w . P h y s . , 5, N o 4, 5 9 7 - 5 9 8 . (193 4 ) .

[ 2 ] K l k o i n I . K . , N o s k o v M . M . , Sow. P h y s . , 5, N o 4, 5 8 6 - 5 9 6 , (1934).

£ 3 ] Кикоин И.K., Е Э Т Ф , 8 , Ш 7, 826-835, (1938').

[ 4 ] L i f s h i t z E . . Sow. P h y e . , 9, N o 6, 6 4 1 - 6 5 4 , (1936).

[ 5 ] M o s e T . S . , P r o c . P h y e . S o c . , 8 66, 9 9 3 - 1 0 0 2 , (1953).

£ 6 1 М о з з T . S . , P i n c h e r l e L . , W o o d w a r d A . M . , P r o c . P h y s . S o c . , В 66, 7 4 3 - 7 5 2 , ( 1 9 53).

£ 7 ] Равич Ю.И., Фотомагниткый эффект в полупроводниках и его применение, Изд. Советское Радио, Москва (1967).

[ 8 3 H a l l R. N . , P h y s . R e v . , 97, N o б, 1 4 7 1 - 1 4 7 4 , (1955).

[ 9 ] O b e r l y 3. 3 . . P h y s . R e v . , 93. 9 1 1 . ( 1 9 5 4 ) .

[10] Ś w i t A . , Z N P o l . W a r s z . , s e r i a E l e k t r y k a , N o 15, 5 - 2 0 , (1957).

[ll3 K o b u s A . , Z N Po l . W a r s z . , s e r i a E l e k t r y k a , N o 15, 2 1 - 4 0 , (1957).

[123 Кикоин И.К., Доклады A.H. СССР, 2 (6 2, 71-74, (1934) . [l3] G ä r t n e r W . , P h y s . R e v . , 10 5 , N o 3, 8 2 3 - 8 2 9 , (195 7 ) .

£143

B r a n d F . A . , B a k e r A . N . , M e t t e H . , P h y s . R e v . , 1 1 9 , 9 2 2 - 9 2 5 . (i960).

£153 Золотарев В.Ф., Наследов Д.Н., ФТТ, 4, Но 9, 2567-2575, (1962).

£163

L l l e D.L. . P h y s . R e v . , В 8. N o 10, 4 7 0 8 - 4 7 2 2 , ( 1 9 73).

£17] O s z w a ł d o w s k i М . , P h y s . S t a t . S o l . , (a) 37, N o 2, 6 7 5 - 6 7 9 , (1976).

fieT H a n u s W . , O s z w a ł d o w s k i М . , P h y s . S t a t . S o l . , (a) 36, N o 2, 4 4 5 - 4 5 2 ,

L J ( 1 9 7 6 ) . —

£

19

] H a n u s W . , B a d a n i a w ł a s n o ś c i g a l w a n o m a g n e t y c z n y c h i f o t o e l e k t r y c z -n y c h w a r s t w a -n t y m o -n k u i -n d u r e k r y s t a l i z o w a -n y c h z f a z y c i o k ł a j , P r a ­ ca d o k t o r s k a . U n i w e r s y t e t M i k o ł a j a K o p e r n i k a , T o r u ń (1977).

£203

O s z w a ł d o w s k i M , Z j a w i s k o f o t o p r z e w o d n o ś c i o w e 1 f o t o m a g n e t y c z n e w c i e n k i c h p r ó b k a c h I n S b w t e m p e r a t u r z e p o k o j o w e j i J e g o z a s t o s o w a n i e d o d e t e k c j i p r o m i e n i o w a n i a p o d c z e r w o n e g o , R o z p r a w y N a u k o w e Pol. P o z n a ń s k l e j , N o 86, P o z n a ń (197 7 ) .

£213

O s z w a ł d o w s k i М . , 3. P h y s . C h e m . S o l i d e , 40, N o 9, 6 7 5 - 6 8 1 , (1979).

£22] Кикоин И.K., Доклады А.Н. СССР, 2,418-420, (1934).

£233

F r e n k e l 3 . , So w . P h y s . , 8, N

0

2, 1 8 5 - 2 0 3 , ( 1 9 35).

{243

G r o e t z i n g e r G. , A r o n 3 . , P h y s . R e v . , 1 0 0 , N

0

3, 9 7 8 , (1955).

£253

A r o n 3 . , G r o e t z i n g e r G . , P h y s . R e v . , 100,* N

0

4, 1 1 2 8 - 1 1 2 9 , (1955).

[S

63

D e m b e r H . , P h y s i k . Z e l t s . , 32, 5 5 4 - 5 5 6 * ( 1 9 31).

[273

D e m b e r H . , P h y s i k . Z e l t s . , J 2 , 8 5 6 - 8 5 8 , ( 1 9 31).

£281 G e n z o w D. , W i s s e n s c h a f t l i c h e Z e l t e , d e r T e c h n i s c h e n U n i v e r s i t ä t D r e s d e n , 33, N

0

2, 1 5 - 1 9 , ( 1 9 84).

£293 Иойжео Б.Я., ЖТФ, 27, Ho 3, 495-501, (1957)*

£303

K l r l e j e w P . S . , F i z y k a p ó ł p r z e w o d n i k ó w , P W N , W e r s z a w a ( l 9 7l), 6 3 2 - 6 3 8

318

3 2 0 [ll/] Lagrenaudie 3,, Pires de Carvalho A.A., Annales des Telecommunica­

tions, 1 1, No 6, 127-130, (1956).

322

324

326

328

330

332

334

-Г5 2 5 1 G i r a r d P . , S i c a r t 3 . P i e t o u l e t B. , S o l i d - S t a t e E l e c t r o n i c s , 27, N o 2, 1 9 5 - 2 0 1 , (1984).

[52 61 H o a i T.X. , H e r r m a n n К . Н , , P h y e . S t a t . S o l . , (a) 59, N

0

1, 5 7 - 6 2 ,

( 1 9 80). —

[52?] M o o r e A . R . , A p p l . P h y s . L e t t . , 37, N

0

3 , 3 2 7 - 3 3 0 . ( 1 9 80).

(

528

З Li S . S . , W a n g Ch . , P r o c , 3 r d I n t e r n . C o n f . o n P h o t o c o n d u c t i v i t y , ed. P e l l E . M . , P e r g a m o n , N e w Y o r k ( 1 9 7 0 ) , 35 - 4 0 .

[529] С е в е р Г . H . , Э ф и м о в а A . M . , Н и к о л а е в В . И , , О р л о в Б . М . , Ф Т П , 8, 1 7 .

1 3 6 4 - 1 3 6 6 , (1974) .

[бЗОЗ B u c k Т.М. , B r a t t e i n W . H . , 3. E l e c t r o c h e m . S o c . , 1 0 2 . N o 11. 6 3 6 -- 6 4 0 , (1955).

[531] Б о б р о в а E . A . , В а в и л о в B . C . , Г а л к и н Г . Н . , Ф Т П , 3, Ш 8, 1 2 3 2 - 1 2 3 7 , ( 1 9 69).

(5323

e h °° S.c. , Е t c h e l l s A . M . , W a t t L . A . K . , P h y e . R e v . , В 4, N o 12, 4 4 9 9 -

- 4 5 1 1 , ( 1 9 7 4 ) .

-[533] Л а ш к а р е в B . E . , Р а ш б а Э .И., Р о м а н о в B . A . , Д е м и д е н к о 3 . А . [ w :] Ф о т о ­ э л е к т р и ч е с к и е и о п т и ч е с к и е я в л е н и я в п о л у п р о в о д н и к а х , Т р у д ы 1 В с е ­ с о ю з н о г о С о в е щ е н и я п о Ф о т о э л е к т р и ч е с к и м и О п т и ч е с к и м Я в л е н и я м в П о л у - п р о в о д н и к а х , И з д . А . Н . У С С Р , К и е в ( 1 9 59), 1 2 4 - 1 3 1 ,

(

534

] Р о м а н о в В , А . , П р и б о р ы и Т е х н и к а Е к с п е р и м е н т а , К 6, 70-74,(1959).

(Ь35] Л а ш к а р е в В . E., М а л ю т е н к о В . К , , Р о м а н о в В . А . , Ф Т Т , 8, Ш 1, 6 7 - 7 1 ,

((1966}. —

[536] Р а в б а Э . И., Ф Т Т , 2, Ш 11, 2 6 9 3 - 2 6 9 5 , (I960).

[53?] С а ч е н к о A . B . , С н и т к о О . В . , Ф Т П , 3, К 8, 1 2 7 3 - 1 2 7 4 , ( 1 9 69).

[538] G r o s v a l e t 3. , A n n a l e s de R a d i o é l e c t r i c i t é , G r o u p e d e la C o m p a g n i e G e n e r a l e d e T . S . F . , 9, N

0

38, 3 6 0 - 3 6 5 , (195 4 ) ,

[

5

^З

9

З Р о м а н о в B . A . , Ф Т Т , 3, Ш 1, 3 2 - 3 5 , ( 1 9 6 1 ) .

[

540

З З о л о т а р е в В . Ф . , Н а с л е д о в Д . H., Ф Т Т , 4, й 7, 1 9 5 2 - 1 9 5 6 , (1962).

[54l] H l e v k a 3 . , P h y s . R e v . , В 6, N o 6, 2 3 2 5 - 2 3 2 9 , (197 2 ) .

(5423 H l a v k a 3 . , S i r u c e k I,, R e v . Sei. I n s t r u m . . 4 4 , N o 9, 1 4 1 0 - 1 4 1 1 ,

( 1 9 7 3 ) . —

[

543

З H l a v k a 3 . , S c r i p t s Fac. Sei. N a t . U n i v . P u r k . B r u n e n s i s , P h y e i c a , 6, N o 1, 2 3 - 2 8 , ( 1 9 76).

|£443 H l a v k a 3 . , R e v . Sei. I n s t r u m . , 52, N o 1, 6 0 - 6 2 , ( 1 981 ).

[

545

З H l a v k a 3 . , R e v . , S e i . I n e t r u m . 5 4 , N o 10, 1 3 8 6 - 1 3 9 1 , ( 1 9 8 3 ) . [54бЗ H l a v k a 3 . , P r o c . C o n f . " S u r f a c e A n a l y s i s '83", B r a t i s l a v a ( 1 9 8 3 ) ,

1 1 7 - 1 1 8 .

[5473

H l a v k a 3 . , S c r i p t a Fac. Sei. N a t . U n i v . P u r k . B r u n e n s i e , Phyeica', 11,

N o 5 - 6 , 2 3 1 - 2 4 0 , ( 1 9 8 1 ) . —

[548] Х а й к и н M . C . , С е м е н ч и н с к и й С . Г . , П и с ь м а в Ж Э Т Ф , 1!з, № 2, 8 1 - 8 4 , ( 1 9 7 2 ) [5493 Т а м а ш я в и ч ю с A . B . , Ш а т к о в с к и й Е . В . , Ю д и ц к а с A . B . , Л и т о в с к и й Ф и з и ч е с к и й

С б о р н и к , 23, К 1, 5 6 - 6 1 , (1983),

[

550

З T h i e s s e n K., H o r n u n g H . , P h y e . S t a t . S o l . , 2, N

0

9 , 1 1 5 8 - 1 1 6 4 , ( 1 9 62).

[

551

З G e n z o w D . , P h y s . S t a t . S o l . , (b) 55, N

0

2, 5 4 7 - 5 5 7 . ( 1 9 7 3 ) .

[

552

З Ж а д ь к о И . П . , Р о м а н о в В . А . , У к р . Ф а з . Ж . , 15, № 8, 1 3 9 4 - 1 3 9 6 , ( 1 9 7 0 ) . Г553] V a n R o o s b r o e c k W . , P f a n n W . G . , 3. A p p l . P h y e . , 33. N

0

7 , 2 3 0 4 - 2 3 0 9 ,

L ( 1 9 6 2 ) . —

[

554

З А л м а з о в Л . А . , Г р и г о р ь е в H . H . , У с п е х и Ф и з . Н а у к , 2 2 , № 1 2 , 2 0 4 7 - 2 0 4 8 , (1977).

Г- И . И ,, Ж а д ь к о И . П . , К о з л о в с к и й С . И . , Л и н н и к Л . Ф . , Р о м а н о в В . А . . . _ 6 , Ш 10, 1 8 0 3 - 1 8 0 9 , (1982).

335

-[556] H i l s u a C . , R o s s I.M. . N a t u r e , 179, N o 4 5 5 1 , 146, (1957).

[ 5 5 7 ] 3 e ż y k o w s k i R . , P e r s a k T . , P i o t r o w s k i 3 . , Biul. W A T , N o 5 , 1 0 5 - 1 0 9 , ' 1 9 7 2 ) .

[558] P y k a c z H . . P o s t ę p y F i z y k i , 2 8 , N o 4, 3 6 9 - 3 9 8 , (1972).

Г559] 3 e ż y k o w s k i R . , N o w a k Z. , P e r e a k T . , P i o t r o w s k i 3 . , Biul. W A T , N o 2, 1 0 7 - 1 1 4 , (1974).

[5693 3 6 ź w i k o w s k i K . , P i o t r o w s k i 3 . , B i u l . W A T , , N o 3, 7 9 - 8 4 , (1982).

[ 5 6 1 ] N i e d z i e l a T . , A n a l i z ę p a r a m e t r ó w d e t e k t o r ó w f o t o m a g n e t o e l e k t r y c z n y c h z ( C d H g ) T e , P r a c a d o k t o r s k a , W A T , W a r s z a w a (1983),

[ 5 6 2 ] I g r e s E., O e i y k o w e k i R , , P e r e a k T. , P i o t r o w s k i 3 . . N o w a k Z . , P roc.

6 t h I n t e r n , S y m p . I M E K O o n P h o t o n D e t e c t o r e . S i o f o k (1974), 2 2 1

-• - 2 26.

[5633 N o w a k Z. , B i u l . W A T , N o 7, 1 2 5 - 1 2 8 . ( 1 9 73).

[ 5 6 4 ] L o o k O. C . , 3. A p p l . P h y s . . 49, N o 6, 3 5 4 3 - 3 5 4 5 , (1978).

Г565] A m b r o z i a k A . , p ó ł p r z e w o d n i k o w a p r z y r z ą d y f o t o e l a k t r y c z n e . Wy d . M O N , W a r s z a w a ( 1 9 62).

[ 5 6 6 ] G r u d z i e ń M . , P i o t r o w s k i 3 . , Biul. W A T , N o 11, 1 1 9 - 1 2 7 , (1978).

[ 5 6 7 ] N i e d z i e l a T . , P i o t r o w s k i 3. , B i ul. W A T , N o 1, 9 5 - 1 0 6 , (1983).

f 5 6 8 ] R i e k e F . F . , D e V a u x L.H. , T u z z o l i n o A . 3 . , P r o c , IRE, 47, N o 9, L J 1 4 7 5 - 1 4 7 8 , (195 9 ) .

[ 5 6 9 ] U n c o o l e d 8 - 1 2 j i a P E M d e t e c t o r M o d e l P O O S , L a b i m e x , W a r s z a w a .

Г 5 7 0 ] R a d o l e w s k a E . B . , P a w l i k o w s k i 3 . M . , O p t i c a A p p l i e a t a , 1J5, N o 1, 3 - 3 1 J (198 3 ) .

[

571

] M e t t e H . , Rev. Se i . I n s t r u e . , 2 8 , N

0

12, 1 0 9 6 , (1957).

[ 5 7 2 ] B e h a r i 3 . , A n r a b i W . H . , B i o m a t e r i a l s , 2. N

0

1, 2 3 - 2 7 , (.1981).

[ 5 7 3 ] Б у м е л я н е C . , Л а с е н е Г ,, К л и м к а Л , t Л и т о в с к и й Ф и з . С б о р н и к , 2 0 , 8? 6 , L - 7 5 - 8 2 , ( 1 9 8 0 ) .

[574^] Л а ш к а р е в В . E . , К о с о н о г о в а K . M . , Ж Э Т Ф , 1^6, 16 9 , 7 8 6 - 7 8 9 , ( 1 9 4 6 ) . [ 5 7 5 ] К о л о м и е ц Б . Т . , М а л ь к о в а A . A . , Ф Т Т , 5 , Ш 4 , 1 2 1 9 - 1 2 2 0 , ( 1 9 6 3 ) . [ 5 7 6 ] В о р о н к о в а Н . М . , Н а с л е д о в Д . Н . , Ф Т Т , 6 , К 7 , 2 1 9 6 - 2 1 9 7 , ( 1 9 6 4 ) , [577] A d d u c i F . , C i n g o l a n i A . , F e r r a r a M . , M i n a f re A . , C a t a l a n e I.M. ,

S o l i d S t a t e C o m m u n . , 19, N

0

1 1 , 1 1 1 1 - 1 1 1 3 , (1976).

Z D A W I S K O F O T O M A G N E T O E L E K T R Y C Z N E W P Ó Ł P R Z E W O D N I K A C H I O E G O Z A S T O S O W A N I A

S t r e s z c z e n i e

M o n o g r a f i a s t e n o w i k r y t y c z n ą s y n t e z ę w y n i k ó w b a d a ń z j a w i s k a f o t o m a g n e - t o e l e k t r y c z n e g o ( F M E ) w p ó ł p r z e w o d n i k a c h , j a k i e p r z e p r o w a d z o n o w c i ą g u o s t a t n i c h 5 0 lat w l a b o r a t o r i a c h na c a ł y n ś w i e c i e . P o r ó w n a n o w ni e ] p r z e ­ w i d y w a n i a i s t n i e j ą c y c h t e o r i i z w y n i k a m i b a d a ń d o ś w i a d c z a l n y c h z j a w i s k a F M E w i z o t r o p o w y c h i a n i z o t r o p o w y c h . J e d n o r o d n y c h i n i e j e d n o r o d n y c h p ó ł ­ p r z e w o d n i k a c h u m i e s z c z o n y c h w d o w o l n y c h p o l a c h m a g n e t y c z n y c h i o ś w i e t l o ­ n y c h p r o m i e n i o w a n i e m o r ó ż n e j d ł u g o ś c i f a l i i r ó ż n y m n a t ę ż e n i u . W m o n o ­ g r a f i i d o k o n a n o t a k ż e k r y t y c z n e g o p r z e g l ą d u 3 5 m e t o d w y k o r z y s t a n i a z j a w i ­ s k a F M E do w y z n a c z a n i a p a r a m e t r ó w m a t e r i a ł ó w p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h . P r z e d ­ s t a w i o n o k o n s t r u k c j ę o r a z p a r a m e t r y F M E d e t e k t o r ó w p r o m i e n i o w a n i a p o d c z e r ­ w o n e g o o r a z f o t o m a g n e t o m e t r ó w .

w m o n o g r a f i i u o g ó l n i o n o t e o r i ę z j a w i s k a F M E d l B p r z y p a d k u n i e p r o s t o - p a d ł e g o p a d a n i a s p o l a r y z o w a n e g o p r o m i e n i o w a n i a n a p ł y t k ę p ó ł p r z e w o d n i k a o g r a n i c z o n e g o n i e a b s o r b u j ą c y m i ś w i a t ł o w a r s t w a m i p o w i e r z c h n i o w y m i . U w z g l ę d n i e n i e w o p i s i e z j a w i s k a F M E i n t e r f e r e n c j i p r o m i e n i o w a n i a wewnętrz-»

n i e o d b i t e g o o d p o w i e r z c h n i p r ó b k i p o z w o l i ł o w y j a ś n i ć o s c y l a c y j n y c h a r a k ­ t er z a l e ż n o ś c i s y g n a ł ó w F M E o d g r u b o ś c i p r ó b k i , d ł u g o ś c i f a l i o r a z k ą t a p a d a n i a p r o m i e n i o w a n i a , a t a k ż e o d w a r t o ś c i i n d u k c j i p o l a m a g n e t y c z n e g o . I s t o t n e j e s t to, i ż s y g n a ł y F M E m o g ę z m i e n i a ć swój z n a k z e w z r o s t e m w a r ­ t o ś c i w y m i e n i o n y c h z m i e n n y c h e k s p e r y m e n t a l n y c h . W n i o s k i w y n i k a j ą c e z z a ­ p r e z e n t o w a n e j t e o r i i są w a 2 n e n i e t y l k o z e w z g l ę d u p o z n a w c z e g o , l e c z m a ­ j ę t a k ż e d u ż e z n a c z e n i e d i s o p t y m a l i z a c j i F M E d e t e k t o r ó w p r o m i e n i o w a n i a p o d c z e r w o n e g o o r a z d l a e f e k t y w n e g o w y k o r z y s t a n i a z j a w i s k a F M E w b a d a n i a c h m a t e r i a ł ó w p ó ł p r z e w o d n i k o w y c h .

Ф О Т О М А Г Н И Т О Э Л Е К Т Р И Ч Е С К И / Э Ф Ф Е К Т В П О Л У П Р О В О Д Н И К А Х И Е Г О П Р И М Е Н Е Н И Я

.

I е з в * •

Э т а м о н о г р а ф и я с о с т а в л я е т к р и т и ч е с к и й с и н т е з р е з у л ь т а т о в и с с л е д о в а н и й ф о т о м а г н и т о э л е к т р и ч е с к о г о (ФМЭ) э ф ф е к т а в п о л у п р о в о д н и к а х , р е з у л ь т а т о в ко ­

т о р ы е п о л у ч е н о в т е ч е н и е п о с л е д н и х 5 0 л е т во в с е м м и р е . П р е д п о л о ж е н и я Су-г ч е с т в у ю щ и х т е о р и е й с р а г н е н о с р е з у л ь т а т а м и э к с п е р и м е н т о в н а Ф М З а ф ф е к т е в и з о т р о п н ы х и а н и з о т р о п н ы х , о д н о р о д н ы х и н е о д н о р о д н ы х п о л у п р о в о д н и к а х п о м е - в е н ы х в п р о и з в о л ь н ы е м а г н и т н ы е п о л я и о с в е щ е н н ы х э л е к т р о м а г н и т н ы м и в о л к а м и р а з н о й д л и н ы и и н т е н с и в н о с т и . С о в е р п е н о т о ж е к р и т и ч е с к о г о о б з о р а 3 5 м е т о ­ д о в и с п о л ь з о в а н и я Ф « 3 э ф ф е к т а к о п р е д е л е н и и п а р а м е т р о в п о л у п р о в о д н и к о в ы х м а т е р и а л о в . П р е д с т а в л е н о к о н с т р у к ц и ю и п а р а м е т р ы Ф М Э д е т . к т о р о в и н ф р а к р а с ­ н о г о и з л у ч е н и я , а т о ж е ф о т о м а г н и т о м е т р о в .

В э т о й м о н о г р а ф и и о б о б щ е н о т е о р и ю Ф М Э э ф ф е к т а к у с л о в и я м н е п е р п е н д и к у ­ л я р н о г о п а д е н и я с в а т а н а п о л у п р о в о д н и к о в у ю п л е н к у с н е а б с о р б и ю ц и м и с в е т а п о в е р х н о с т н ы м и с л о я м и . У ч ё т и н т е р ф е р е н ц и и с в е т а в н у т р е н н о о т р а ж е н н о г о от п о в е р х н о с т е й о б р а з ц а п о з в о л и л о б ъ я с н и т ь о с ц и л л а т о р н ы е з а в и с и м о с т и Ф М Э с и ­ г н а л о в от т о л а и к ы о б р а з ц а , д л и н ы и у г л а п а д е н и я с в е т а , а то ж е и н д у к ц и и м а ­ г н и т н о г о п о л я . Ф И З э ф ф е к т ! к о к е т д а ж е и з м е н я т ь с в о ю п о л я р и з а ц и ю с у в е л и ч е ­ н и е м э т и х п а р а м е т р о в э к с п е р и м е н т а . П р е д п о л о ж е н и я п о с т р о е н о й т е о р и и о ч ень в а к н ы н е т о л ь к о д л я о б ъ я с н е н и я Ф И З э ф ф е к т а н у т о ж е д л я о п т и м и з а ц и и Ф М ® д е ­ т е к т о р о в и н ф р а к р а с н о г о и з л у ч е н и я а т а к ж е д л я и с п о л ь з о в а н и я э т ого э ф ф е к т а в и с с л е д о в а н и я х п о л у п р о в о д н и к о в .

P H O T O M A G N E T O E L E C T R I C E F F E C T IN S E M I C O N D U C T O R S A N D ITS A P P L I C A T I O N S

S u o n a r y

T h i s n o n o g r a p h s u m m a r i z e s r e s u l t s o f i n v e s t i g a t i o n s o n t h e p h o t o m a g n e t o e l e c t r i c ( P ME) e f f e c t in s e m i c o n d u c t o r s , w h i c h h a d b e e n p e r f o r m e d all o v e r the w o r l d d u r i n g t h e l a s t 5 0 y e a r s , w i t h o u r c o m m e n t s on t h e m . It r e f e r s t o a c o n n e c t i o n of t h e e x i s t i n g t h e o r y a n d e x p e r i m e n t a l i n v e s t i ­ g a t i o n on P M E e f f e c t i n s e n i c o n d u c t o r s i s o t r o p i c a n d a n i s o t r o p i c , h o m o g e n e o u s e n d i n h o m o g e n e o u s , i n w e a k a n d s t r o n g m a g n e t i c f i e l d s a n d i l l u m i ­ n a t i o n . It a l s o g i v e s e c r i t i c a l r e v i e w o n 3 5 m e t h o d s of u s i n g t h e P M E e f f e c t for d e t e r m i n i n g s u r f a c e a n d b u l k p a r a m e t e r s of s e m i c o n d u c t o r s . It p r e s e n t s the c o n s t r u c t i o n a n d p e r f o r m a n c e o f t h e e q u i p m e n t s b a s e d on P M É e f f e c t for m e a s u r i n g m a g n e t i c f i e l d s or u s e d a s d e t e c t o r s for i n f r a r e d r a d i a t i o n .

A l s o in t h i s m o n o g r a p h w e c o m p l e t e d t h e t h e o r y o f P M E e f f e c t t a k i n g i n t o a c c o u n t t h e n o n - n o r m a l i n c i d e n c e of p l a n e p o l a r i z e d r a d i a t i o n i n t o a s e m i c o n d u c t o r l a y e r b o u n d e d b y n o n - a b s o r b i n g , s u r f a c e l a y e r s . C o n s i d e ­ r i n g t h e i n t e r f e r e n c e of r a d i a t i o n i n t e r n a l l y r e f l e c t e d fr o m t h a s a m p l s s u r f a c e s is s u s c e p t i b l e of i n t e r p r e t a t i o n a n d d e s c r i p t i o n t h e o s c i l l a t o ­ ry d e p e n d e n c e o f P M E r e s p o n s e on s a m p l e t h i c k n e e s , w a v e l e n g t h a n d a n g l e of i n c i d e n c e of r a d i a t i o n , a s w e l l a s o n m a g n e t i c fi e l d . T h e P M E e f f e c t c a n e v e n c h a n g e i t s p o l a r i z a t i o n b y i n c r e a s i n g t h e s e e x p e r i m e n t a l v a r i a ­ b l e s . T h e p r e s e n t t h e o r y w o u l d be u s e f u l f o r o p t i m i z i n g t h i n - f i l m P M E d e t e c t o r s of r a d i a t i o n a n d for b e t t e r e s t i m a t i o n of s e m i c o n d u c t o r p a r a ­ m e t e r s b y P M E i n v e s t i g a t i o n .

B I B L I O T E K A G Ł O W N A P o lit e c h n ik i Ś lą s k ie j

0 l l S 3 / z s \ ? o

M m

WYDAWNICTWA NAUKOWE I DYDAKTYCZNE POLITECHNIKI SLĄSKIEJ

W dokumencie Zjawisko fotomagnetoelektryczne w półprzewodnikach i jego zastosowania (Stron 156-182)