Способ увеличения фоточувствительности фотоприемника с гетеропереходом

 

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, в частности к оптоэлектронике и фотоэнергетике, и может быть применено в качестве поляриметрических фотодетекторов. Сущность: способ включает освещение поверхности фотоприемника на основе арсенида галлия и органических полупроводников, при этом освещение производят линейно поляризованным белым светом под углом 70-80^o к его поверхности. Техническим результатом изобретения является увеличение фоточувствительнсти по фотоЭДС и току короткого замыкания. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, в частности к оптоэлектронике и фотоэнергетике, и может быть применено в качестве поляриметрических фотодетекторов.

Известен способ увеличения фоточувствительности, при котором фотоприемник на основе фосфида индия и сульфида кадмия освещался монохроматическим линейно поляризованным излучением (ЛПИ), наклонно падающим под углом 75-80^o к поверхности сульфида кадмия (см. В.М. Ботнарюк, Л.В. Горчак и др. Фоточувствительность гетероструктур InP/CdS в линейно поляризованном свете //Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, 2, стр. 241-244). В приведенной статье увеличение фоточувствительности определялось коэффициентом наведенного фотоплеохроизма (P_i), зависящего от угла падения излучения на поверхность структуры (р⁺-р^-) - InP/n⁺ - CdS при 300 К. Коэффициент Р_i определялся из соотношения P_i=(i^p-i^s)/(i^p+i^s), где i^p и i^s - фототок короткого замыкания при освещении, когда и (ПП - плоскость поляризации).

Максимальным значение P_i=50% оказалось при угле падения излучения на поверхность структуры равным 80^o. Недостатком данного способа является то, что при освещении этой гетероструктуры монохроматическим линейно поляризованным светом, падающим под углом, величина фототока невысокая.

Известен способ увеличения фоточувствительности, при котором фотоприемник на основе арсенида галлия и органического полупроводника освещался неполяризованным светом, падающим перпендикулярно к его поверхности (см. RU, патент 2071148, кл. Н 01 L 31/18) - принято за прототип. Однако, при данном способе достигнутое увеличение фоточувствительности составляет не более 22%.

Целью изобретения является увеличение фоточувствительности по фотоЭДС и току короткого замыкания.

Для достижения указанного результата в способе увеличения фоточувствительности фотоприемника с гетеропереходом, включающем освещение поверхности фотоприемника на основе арсенида галлия и органических полупроводников, освещение производят линейно поляризованным белым светом под углом 70-80^o к его поверхности.

Новым в предлагаемом способе является использование линейно поляризованного белого света, падающего под углом 70-80^o, для освещения фотоприемника на основе арсенида галлия и органических полупроводников, обладающих высокими фотоэлектрическими свойствами.

Сущность изобретения поясняется графическим материалом.

На фиг.1 показана зависимость U_xx/E•τ от длины волны поляризованного излучения и угла падения, где U_xx - напряжение холостого хода, τ - коэффициент пропускания электрода из Ag, Е•τ - интенсивность излучения, прошедшего через верхний электрод из Ag.

На фиг.2 представлена зависимость U_хх и I_кз (ток короткого замыкания) от угла падения линейно поляризованного белого света (в относительных единицах), где 1 - освещение СЭ неполяризованным светом; 2 - освещение СЭ линейно поляризованным белым светом.

Пример. Параллельный пучок белого света, прошедший через поляризатор, падает на фотоприемник на основе арсенида галлия и органического полупроводника (n⁺-GaAs/p-CuPc, или n⁺-GaAs/p -ClInPc, или n⁺-GaAs/p-С1InТФП, где СиРс - фталоцианин меди, ClInPc - хлориндийфталоцианин, СlInТФП - хлориндийтетрафенилпорфин) перпендикулярно плоскости фотоприемника. Фотоприемник вращают вокруг оси, перпендикулярной направлению пучка белого света и лежащей в плоскости фотоприемника. При этом измеряют угол падения луча, U_хх и I_кз. Во всех случаях зависимость U_xx и I_кз от угла α оказалась одинаковой.

При падении ЛПИ на фотоприемник на основе арсенида галлия и органического полупроводника коэффициент фотоплеохроизма (Р_i), связанный с наклонным падением ЛПИ, оказался равным примерно 64% при λ=800 нм и угле падения, равном 45^o (фиг.1).

Увеличение фоточувствительности, т.е. отношение U_xx и I_кз при освещении поляризованным светом к значению этих величин при освещении неполяризованным светом возрастает в 2 раза при угле падения излучения, равном 80^o (фиг.2).

Сравнительные результаты по фоточувствительности аналога, прототипа и предлагаемого способа приведены в таблице.

Преимущество заявленного способа перед прототипом в том, что при освещении фотоприемника линейно поляризованным белым светом под углом 80^o фоточувствительность по фотоЭДС и току короткого замыкания возрастает в 2 раза.

Формула изобретения

Способ увеличения фоточувствительности фотоприемника с гетеропереходом, включающий освещение поверхности фотоприемника на основе арсенида галлия и органических полупроводников, отличающийся тем, что освещение производят линейно поляризованным белым светом под углом 70 - 80^o к его поверхности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3