Фотоприемник

 

Изобретение относится к оптоэлектронике и может применяться в устройствах для регистрации, счета и длительного запоминания оптических сигналов. Целью изобретения является повышение фоточувствительности фотоприемника без увеличения энергозатрат. Фотоприемник состоит из пластины сегнетоэлектрика, на которую напылена полупроводниковая пленка. Поверх полупроводника нанесен точечный электрод. Второй электрод нанесен на нижнюю сторону сегнетоэлектрической пластины. Существование высокого потенциального барьера, обусловленного зарядом остаточной поляризации сегнетоэлектрика, создает условия эффективного разделения фотогенерированных в полупроводнике носителей, что приводит к повышению фоточувствительности и расширению диапазона изменения фотоемкости. 1 ил.

Изобретение относится к оптоэлектронике, а именно к устройствам для регистрации, счета и длительного запоминания оптических сигналов. Целью изобретения является повышение фоточувствительности фотоприеника без увеличения энергозатрат. На чертеже схематически изображен фотоприемник. Предлагаемый фотоприемник состоит из пластины 1 сегнетоэлектрика, на которую напылена полупроводниковая пленка 2. Поверх полупроводника нанесен точечный металлический электрод 3. С другой стороны пластины сегнетоэлектрика напылен сплошной металлический электрод 4. П р и м е р. Фотоприемник на основе сегнетоэлектрической подложки (ЦТСНВ-1) толщиной 0,2 мм с пленкой полупроводящей двуокиси олова (SnO_2-x) толщиной 150 нм и платиновыми электродами. Предлагаемый фотоприемник работает следующим образом. В полупроводнике на границе с сегнетоэлектриком существует высокий потенциальный барьер, обусловленный зарядом остаточной поляризации сегнетоэлектрика P_o≈20 мкКл/см, предварительно заполяризованного установочным импульсом напряжения, совпадающей по знаку со знаком основных носителей в полупровод нике. Согласно теореме Гаусса где ϕ_s высота потенциального барьера; x направление, перпендикулярное к поверхности полупроводника; x=0 граница раздела полупроводник-сегнетоэлектрик; ε_o диэлектрическая проницаемость вакуума; ε_s относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника. Появляющиеся в полупроводнике при освещении структуры со стороны полупроводника электронно-дырочные пары разделяются полем области пространственного заряда: неосновные носители подводятся к границе раздела сегнетоэлектрик полупроводник, экранируя заряд остаточной поляризации сегнетоэлектрика, а основные носители выталкиваются полем к поверхности полупроводника, происходит модуляция глубины области пространственного заряда в полупроводнике и соответственно емкости структуры. Диапазон изменения емкости в этом случае будет более значителен. Генерированные светом носители заряда разного знака пространственно разделены полем области пространственного заряда так, что после прекращения освещения, благодаря существующему рекомбинационному барьеру, емкость структуры запоминается, т.е. наблюдается остаточная фотоемкость при отключенном постоянном напряжении. Для гашения остаточной фотоемкости достаточно подать на электроды два импульса напряжения, первый из которых снимает рекомбинационный барьер, а второй возвращает структуру в исходное состояние. Использование предложенной структуры приводит к повышению фоточувствительности и расширению диапазона изменения фотоемкости. На ее основе реализуются энергонезависимые ячейки памяти, это объясняется тем, что благодаря рекомбинационному барьеру, обусловленному остаточной поляризацией сегнетоэлектрика, емкость структуры после освещения изменяет свое значение.

Формула изобретения

Фотоприемник, содержащий полупроводник, диэлектрик и электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения фоточувствительности фотоприемника без увеличения энергозатрат, в качестве диэлектрика использован сегнетоэлектрик, полупроводник в виде пленки нанесен на сегнетоэлектрик, а электрод со стороны полупроводниковой пленки имеет точечный контакт.

РИСУНКИ

Рисунок 1