ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Детекторы частиц и 7-квантов из "Физика и химия твердого состояния" Замечательные возможности практического применения полупроводникового эффекта хорошо известны (см. главы V и IX, [6—9]). Особенно интересные перспективы открываются в связи с изобретением в последнее время так называемых бесщелевых полупроводников [10]. Благодаря использованию бесщелевых полупроводников (теллур, селен, сплавы висмут—сурьма и др.) частотная граница применения полупроводниковых приборов может быть поднята до нескольких тысяч гигагерц, а питающие и управляющие напряжения уменьшены до единиц и десятков милливольт. Вещества в бесщелевом состоянии можно применять как чувствительные датчики магнитного и электртеского полей, гидростатического давления, одноосных напряжений и пр. [c.518] Не менее интересные возможности связаны с применением полупроводников в форме НК [11]. К важным особенностям НК относятся не только их совершенная структура, выгодные геометрические размеры и форма роста в виде нити или узкой ленты с четкой кристаллографической огранкой и ориентацией, но и возможность легирования в процессе роста, позволяющая в широких пределах изменять их электрические, магнитные, оптические и другие свойства. Приведем несколько примеров практического применения этого эффекта в различных областях науки и техники. [c.518] Один из наиболее изученных и освоенных с технологической точки зрения полупроводников — кремний — имеет ширину запрещенной полосы, близкую к 1,1 эВ. Кремниевые фотопреобразователи (см. гл. V), из которых собирают солнечные батареи для космических исследований, имеют к. п. д. до 15—20%. Если соединить последовательно 100 кремниевых фотодиодов, то при сильном освещении можно получить напряжение около 100 В. Однако яри включении внешней нагрузки это напряжение уменьшится существенным образом. [c.518] Полупроводниковые пленки с гаким по сути аномально большим фотонапряжением особенно перспективны в так называемой оптронной технике, достоинства которой — малая чувствительность к электрическим помехам. Оптронные системы могут работать при очень слабых сигналах, что важно в сверхдальней космической связи и миниатюрных кибернетических машинах. [c.519] Узбекские ученые считают, что подобные пленки представляют собой своеобразные электрические батареи, которые состоят из фотоэлементов, приближающихся по размерам к крупным молекулам. Поэтому на площади, равной размеру почтовой марки, удается разместить миллион таких фотоэлектрических батарей. [c.519] Регистрация и спектрометрия заряженных частиц, у-квантов и рентгеновского излучения возможны вследствие того, что при взаимодействии с веществом заряженных частиц и квантов высокой энергии возникают быстрые электроны, которые генерируют большое число пар неравновесных носителей. [c.519] Таким образом, немедленно после прохождения заряженной частицы или взаимодействия кванта высокой энергии с кристаллом полупроводника в последнем возникает более или менее плотное облачко ионизации, внутри которого состояние горячих носителей (см. гл. V) в какой-то мере похоже на плазму в ионизированном газе (рис. 208). Процесс генерации занимает время, не превышающее несколько периодов тепловых колебаний кристаллической решетки — всего около 10 с. В дальнейшем действие полупроводникового детектора или спектрометра очень похоже на действие камеры обычной ионизации с плоскими электродами. Как только вследствие диффузии плотное облачко плазмы носителей начинает несколько расНлываться, электрическое поле, приложенное к полупроводнику, вызывает дрейф носителей. [c.519] У многих полупроводниковых детекторов время нарастания импульса составляет менее 10 с. В практике возможно осуществление и более быстродействующих детекторов. [c.520] Наиболее перспективными веществами для детекторов представляются кремний, теллурид кадмия и некоторые другие полупроводники с шириной запрещенной полосы более 1,2 эВ. Малая плотность кремния затрудняет его использование для регистрации у-квантов. Однако монокристаллы любого из полупроводниковых соединений в настоящее время сильно уступают по совершенству монокристаллам германия и кремния. Поэтому возможно, что в ближайшие годы детекторы из полупроводниковых соединений будут уступать по разрешающей способности германиевым и кремниевым. [c.520] Вернуться к основной статье