Полупроводниковые квантовые генераторы

Полупроводниковые квантовые генераторы [c.87]

Рис. 2.39. Полупроводниковый квантовый генератор

В 40-х годах для атомной техники потребовались очень чистые графит, кадмий, цирконий, натрий и др. Для реактивной техники оказались необходимы жаропрочные и жаростойкие материалы, получающиеся на основе чистых металлов, в том числе и редких. Полупроводниковая техника потребовала особенно высокой степени очистки материалов. Например, чтобы получить высокие обратные напряжения германиевых диодов (примерно до 500 в), нужны образцы, содержащие не больше одного атома примеси на 1,5 10 атомов германия. Для появления триодного эффекта необходимо суммарное содержание примесей в полупроводнике доводить до 10 —10" вес. %. Производство квантовых генераторов также требует особо чистых материалов. [c.257]

Любой оптический квантовый генератор состоит из активного вещества, резонансной системы и источника энергии, возбуждающего активное вещество. В зависимости от используемого активного вещества лазеры делятся на газовые, твердотельные, полупроводниковые и жидкостные, а от режима генерации — на работающие в режимах непрерывного или импульсного излучения. [c.40]

Выходная мощность полупроводниковых лазеров по сравнению с другими тинами излучателей невелика и в непрерывном режиме составляет 1—3 Вт, а в импульсном — 100—300 Вт. Вместе с тем, мощность полупроводниковых оптических квантовых генераторов, приходящаяся на единицу объема излучающего вещества, значительно выше, чем мощность других типов лазеров. [c.42]

Современную аналитическую химию можно назвать химией следов. Одной из основных ее задач является определение ультрамалых количеств примесей в чистых веществах, горных породах, минералах, метеоритах, почвах, биологических объектах и т. д. Особенно большую важность приобрела проблема точного количественного определения ультрамалых количеств примесей в высокочистых веществах, используемых в полупроводниковой технике, радиоэлектронике, атомной энергетике, квантовых генераторах света и т. п. [c.7]

Как диэлектрические, так и полупроводниковые кристаллы широко используются еще и в качестве материалов для оптических квантовых генераторов (ОКГ) — лазеров и для управления лазерным излучением. [c.235]

В табл. 2. 6 приведены характеристики квантовых генераторов на твердом теле, на смеси газов и на полупроводниковых материалах. [c.104]

Здесь необходима оговорка далеко не все отрасли полупроводниковой электроники нуждаются в столь чистых полупроводниках. Так, для производства термоэлектрогенераторов, термисторов и других пригодны, а по экономическим соображениям более целесообразны полупроводники менее высокой чистоты. Но, например, для приборов, работающих на принципе использования свойств р — -переходов — диодов, транзисторов, оптических квантовых генераторов, требуются материалы повышенной чистоты. И даже для легирования приходится использовать иной раз весьма чистый материал. [c.418]

Здесь необходима оговорка далеко не все отрасли полупроводниковой электроники нуждаются в столь чистых полупроводниках. Так, для производства термоэлектрогенераторов, термисторов и других пригодны, а по экономическим соображениям более целесообразны полупроводники менее высокой чистоты. Но, например, для приборов, работающих на принципе использования свойств р—п-переходов — диодов, транзисторов, оптических квантовых генераторов — тре- [c.588]

Первый оптический квантовый генератор , как известно, был создан в 1960 г. с использованием диэлектрического монокристалла рубина — кристаллической окиси алюминия, активированной трехвалентными ионами хрома. И хотя в дальнейшем появились газовые и полупроводниковые лазеры, а также генераторы на основе стекол, жидкостей и органических красителей, примесные ионные кристаллы продолжают занимать одно из ведущих мест в ряду современных перспективных лазерных активных сред. Регулярность их кристаллической структуры и необычайно широкий спектр физических параметров обеспечивают квантовым генераторам иа их основе чрезвычайно большое разнообразие свойств. Детальное и всестороннее изучение всех этих свойств, в свою очередь, позволило поставить и решать проблему направленного поиска новых генерирующих кристаллов с заданными характеристиками. [c.5]

Использование энергии оптических квантовых генераторов открывает новые перспективы использования МОС в электронике. Этот метод позволяет проводить локальное осаждение металлических и диэлектрических пленок как с использованием масок, так и без них. Перспективными направлениями использования лазера в микроэлектронике являются получение проводящих дорожек, формирование электронно-дырочных переходов в полупроводниковых приборах, создание многослойных схем и создание объемных микросхем. [c.208]

Редкие элементы образуют большинство из известных полупроводниковых и сверхпроводниковых соединений и сплавов, а особенность оптических свойств редких элементов с функционирующими 4/-орбиталями обеспечили им незаменимость в качестве активного начала квантовых генераторов всех типов (монокристаллических, стеклянных, жидких). [c.227]

Кинетика и механизм диффузионных процессов представляют огромный интерес для полупроводниковой электроники, техники квантовых оптических генераторов, процессов изготовления микроминиатюрных устройств, твердых и пленочных схем. Изготовление активных элементов полупроводниковых схем и р—/г-переходов (см. гл. IX) основано на диффузии легирующих примесей в полупроводниковый монокристалл из газа или расплава. Этот процесс сводится к налета-нию молекул (атомов) из газовой фазы и к диффузии их внутрь кристалла. Второй процесс медленнее первого. А так как диффузия примесей протекает по уравнениям первого порядка, то весь процесс псевдо-мономолекулярный. Таков же характер процесса травления полупроводника, если диффузионная стадия самая медленная. В этих случаях особую роль играет закон анизотропии кристаллов (см. гл. IV), так как диффузия в кристаллах идет с разной скоростью в разных направлениях. Скорость роста кристаллов, скорость окисления кислородом, скорость травления зависят от того, какая грань подвергается воздействию. Например, доказано 178], что различные грани кристаллов вольфрама обладают разной активностью по отношению [c.49]

Кинетика и механизм диффузионных процессов представляют огромный интерес для различных отраслей техники. Среди них полупроводниковая электроника занимает одно из самых первых мест. Полупроводниковая электроника и техника квантовых оптических генераторов требуют гораздо более глубокого, чем обычно, рассмотрения процесса диффузии. Помимо кинетического уравнения и механизма процесса, приобретают очень большое значение форма и характер границы диффундирующего компонента В в твердом растворе его в А. [c.432]

Получение и анализ веществ высокой чистоты, изучение их свойств — одна из важнейших проблем современной химии. Создание полупроводниковых приборов, квантовых усилителей, генераторов микроволн и светового излучения, сверхпроводящих материалов, аппаратов атомной энергетики, ракетной и реактивной техники невозможно без особо чистых веществ. [c.3]

В 1962—1963 гг. созданы принципиально новые квантовые генераторы инфракрасного излучения — генераторы с использованием в качестве активного вещества полупроводниковых материалов. Разработка таких генераторов является новым этапом в разнитин квантовой электроники и инфракрасной техники. Большой вклад в развитие полупроводниковых генераторов внесен советскими учеными. В 1963 г. Б. М. Вулу, Ю. М. Попову, О. Н. Крохину, Д. Н. На-следову и др. за разработку теории и создание полупроводниковых квантовых генераторов присуждена Ленинская премия. [c.87]

Одной из важнейших областей применения многих соединений А В " и их твердых растворов является область полупроводниковых квантовых генераторов, а в дальнейшем практическое использование эффекта Гана. При этом основным требованием, которому должны удовлетворять кристаллы, является требование макро- и микрооднородности. Полосатость легированных кристаллов, выращенных кз расплавов, является, по-видимому, одной из основных причин низких к. п. д. приборов. Поэтому можно считать, что выращивание кристаллов из паровой фазы — наиболее перспективный метод получения однородных монокристаллов соединений A B и других соединений, характеризуемых узкими (<10 ат1см ) областями существования. [c.458]

ФОСФИДЫ — соединения фосфора с металлами, а также с неметаллами, более электроположительными, чем фосфор (В, 81, Аз). Некоторые Ф. (Ф. галлия, индия, бора) используют как полупроводниковые материалы для датчиков э. д. с. Холла, полупроводниковых тетродов (спейсисторов), приемников ИК-излу-чения, рабочих тел квантовых генераторов. Ф. меди используют вместо серебра для пайки латуни и др. [c.264]

В годы второй мировой войны в связи с потребностями радиолокационной техники были разработаны детекторы из германия и кремния. Исследование этих полупроводниковых материалов привело американских ученых Бардина и Браттейна в 1948 г. к созданию транзистора, теория которого была разработана В. Шокли. С этого времени начинается промышленный выпуск многих типов полупроводниковых приборов и, в первую очередь, диодов,, усилительных триодов, мощных выпрямителей, индикаторов излучения, а также преобразователей световой и тепловой энергии в электрическую. За последние годы на основе полупроводников созданы магниточувствительные приборы, измерители механических деформаций, излучатели света и в том числе квантовые генераторы — лазеры, позволяющие получать направленный луч света высокой интенсивности. Одним из весьма перспективных направлений является использование полупроводников в качестве управляемых катализаторов химических реакций. [c.10]

Оптические квантовые генераторы получили название лазеров. Излучение распространяется узким пучком и характеризуется высокой концентрацией энергии. Режим работы их может быть импульсным и непрерывным. К настоящему времени созданы лазеры на кристаллах СаРа, aW04, ЗгМо04, стеклах и пластмассах. В качестве активирующих добавок используются редкоземельные элементы (неодим, иттербий, гадолиний, гольмий, самарий и др.), что связано с наличием у них большого числа свободных состояний. Особый интерес представляют полупроводниковые лазеры, которые имеют высокий коэффициент полезного действия (в действующих моделях он равен 70%). Принцип действия их заключается в возбуждении стимулированного излучения, сопровождающего рекомбинацию электронов и дырок в области р—п-перехода при плотности тока 700—20 ООО а/см . р—л-Переходы в первых полупроводниковых генераторах осуществлялись на основе полупроводников А В (см. гл. IX). Длина волны излучения лазера на арсениде галлия с примесью цинка и теллура оказалась 8400 А. [c.111]

Использование таких материалов значительно увеличивает коэффициент полезного действия термоэлектрических преобразователей. Они нужны для разработки полупроводниковых оптических квантовых генераторов и фотоэлектрических приемников, использующих эффект собственной фотопроводимости, для диапазона длин волн не выше 5—7 мкм. В полупроводниках с малой шириной запрешеннсй зоны и с высокой подвижностью носителей тока (типа InSb) обнаружены различные физические явления, представляющие особый практический интерес. [c.298]

Монокристаллические материалы составляют основу современной полупроводниковой и вычислительной техники, оптических квантовых генераторов, методов голографии. Искусственные монокристаллы получают различными способами из расплавов, рас-,1 . парообразной или твердой фазы. В первом твердотельном х /ооре, построенном в 1960 г., в качестве рабочего элемента использован монокристалл рубина. Рубин — это кристалл корунда (а-АЬОз), содержащий примеси ионов хрома, Сг+ . Присутствие ионов хрома придает кристаллам корунда красную окраску. В оптических квантовых генераторах (ОКГ) чаще всего применяют бледно-розовый рубин с содержанием хрома около 0,05%. При повышении количества хрома окраска становится уже ярко-красной, а в дальнейшем переходит в зеленую. Кристаллы рубина по своим физико-химическим свойствам в определенной степени уникальны и отвечают всем требованиям, предъявляемым к материалам для ОКГ. Они обладают высокой теплопроводностью, что позволяет избежать их саморазогрева во время работы, имеют высокую оптическую и механическую однородность, исключающую паразитное поглощение и рассеяние энергии, обладают высокой термической, механической и химической стойкостью. Монокристалл рубина для ОКГ должен быть длиной от 50 до 300 мм и диаметром 5—25 мм. Кристаллы такого размера получают синтетическим путем. Одним из наиболее распространенных методов синтеза монокристаллов рубина остается способ, предложенный в 1891 г. Вернейлем. Ультрадисперсный порошкообразный оксид алюминия, легированный оксидом хрома (1П), попадает в пламя кислородно-водородной горелки, где температура достигает 2000 °С, плавится и опускаете) на расплавленную верхнюю часть [c.158]

В последнее время стали применять в качестве полупроводников также и химические соединения, в первую очередь между элементами третьей ж пятой групп (полупроводники типа В ). Особенно ценными свойствами обладают сурьмянистый индии 1п8Ь, чувствительный к инфракрасному свету с очень большой длиной волны и ьшшьяковистый галлий ОаАз, в котором рекомбинация электронов и дырок дает интенсивное световое излучение (квантовый генератор света или полупроводниковый лазер, превращающий энергию электрического тока непосредственно в световую). Полупроводниковыми свойствами обладают и многие окислы. Так, окись цинка является электронным полупроводником роль доноров играют при этом избыточные атомы или однозарядные ионы цинка. Окись меди(1) является дырочным полупроводником роль акцепторов играют избыточные атомы кислорода. Однако подвижность носителей тока (электронов или дырок) в окисных полупроводниках низка, так что для радиотехники они менее ценны. Для выпрямления сильных токов используют тонкий слой окиси меди(1), нанесенный окислительным процессом на поверхность металлической меди (купроксный выпрямитель). Это — простейший аналог полупроводникового диода, в котором, однако, роль электронного проводника играет обычный металл. Свойства окисных полупроводников сильно зависят от состояния их поверхности. Так, электропроводность окиси цинка понижается в атмосфере кислорода, который адсорбируется поверхностью и захватывает свободные электроны. Способность окислов ускорять (катализировать) газовые реакции связана с полупроводниковыми свойствами, т. е. с наличием свободных электронов.— Доп. ред. [c.457]

Усилия химиков-неоргаников должны быть направлены также на изыскание новых материалов для электроники, радиотехники и новой энергетики. В настоящее время синтез и очистка такого рода материалов и изготовление из них изделий приобретают не меньшее, а может быть и большее, значение, чем проблема конструкционных материалов. Кроме диэлектриков, сег-нетоэлектриков, ферромагнетиков, изоляторов, сюда относятся материалы для полупроводников, квантовых генераторов, сверхпроводников, преобразователей тепловой, химической и солнечной энергии в электрическую (термоэлементы, катоды термоионных преобразователей, корпуса и электроды магнитогидродинамических генераторов, топливные элементы, солнечные батареи). Особенно важное значение имеют полупроводниковые материалы. [c.34]

Следует усилить исследования органических полупроводниковых соединений. Здесь можно ожидать открытия материалов с новыми ценными для практического применения свойствами. На основе таких материалов, в частности, должны быть созданы фоточувст-вительные устройства для преобразования солнечной энергии и, возможно, квантовые генераторы. [c.35]

Интерес к металлическим производным фталоцианина неуклонно возрастает, особенно благодаря многообразию областей практического использования этих соединений. Достаточно отметить появившиеся за последние 3—4 года сообщения [1—9] об изучении полупроводниковых свойств фталоцианинов ряда элементов, тщательные исследования каталитических свойств фталоцианинов [10—12], нов1ую область применения растворов фталоцианинов алюминия, ванадия и многих других элементов в качестве просветляющихся затворов, повышающих мощность импульсного излучения оптических квантовых генераторов на рубине [13—18]. [c.89]

Наибольшее значение имеет использование ряда Ф. как полупроводниковых материалов, особенно Ф. галлия, индия (их часто получают в виде монокристаллов) п их твердых р-ров, а также легированного Ф. бора — для датчиков эдс Холла, полупроводниковых тетродов (спейсисторов), приемников ИК-излучения, рабочих тел квантовых генераторов. Ф. меди используют для пайки латуни (вместо серебряного припоя), Ф. никеля п др.— для создания износостойких покрытий на деталях машин. Ф., легко разлагающиеся водой с выделением фосфинов (Ф. AI, Mg, Са), могут быть использованы для обеззараживания зернохранилищ и др. подобных целей разложение Ф. с выделением самовоспламеняющихся на воздухе фосфинов позволяет также использовать их для специальных сигнальных средств в пиротехнике. [c.239]

В настоящее время для полупроводниковой техники не обязатель но нужны только особочистые вещества и монокристаллы. Для приборов, использующих термоэлектрические явления (термоэлектрогенераторы, термисторы и др.), не требуются материалы очень высокой чистоты и монокристаллы. Главная область применения особочистых монокристаллов — это производство диодов, транзисторов (дискретных приборов), твердых интегральных схем (микроэлектроника), а также оптических квантовых генераторов. [c.57]

Антимониды, арсениды и фосфиды вдохнули новую жизнь в приемники инфракрасных лучей, высокотемпературные силовые диоды, источники когерентного и некогерентного излучения, фотоэлементы, детекторы эффекта Холла, туннельные диоды и другие приборы. Исследования Б. М. Вула, Л. Н. Наследова и других советских физиков показали, что у арсенида галлия и подобных ему полупроводников при низких температурах проявляются свойства квантового генератора радиоволн оптического диапазона. Полупроводниковые лазеры имеют преимущества перед лазерами типа рубина, их к. п. д. близок к 100%. [c.188]

Большинство органических соединений являются диэлектриками, но некоторые проявляют электрические, фотоэлектрические и оптические свойства, присущие полупроводниковым материалам, но имеют специфические свойства, которые не встречаются у неорганических соединений. К числу таких соединений относятся фталоцианин, его металлические комплексы и различные замещенные на их основе. Кроме традиционного использования их в качестве пигментов и красителей они нашли новое применение в ряде областей наукл и технике, например, как полупроводниковые материалы [1,2, 3,4] в лазерной технике в качестве просветляющих веществ, пассивных модуляторов добротности для рубинового и неодимового оптических квантовых генераторов [5—8], как катализаторы в реакциях синтеза органических и неорганических веществ [9—11], для получения чистых изотопов по реакции, Сциллерд -Чаллерса [10], как модельные соединения для изучения процессов фотосинтеза и во многих других направлениях [12]. [c.12]

Сочетание использования энергии оптических квантовых генераторов и металлоорганических соединений представляется особо перспективным для решения проблемы совмещения технологических операций при производстве полупроводниковых приборов, так как позволяет комплексно решить важнейшие задачи проблема чистоты, создание электронно-дырочных переходов, осаждение металлических и диэлектрических покрытий и опитаксиалыюе наращивание. [c.208]

Кинетика и механизм диффузионных процессов представляют огромный интерес для полупроводниковой электроники, техники квантовых оптических генераторов, процессов изготовления микроминиатюрных устройств, твердых и пленочных схем. Изготовление активных элементов, полупроводниковых схем п р— -переходов основано на диффузии легирующих примесей в полупроводниковый монокристалл из газа или расплава. Этот процесс сводится к налетанию молекул (атомов) из газовой фазьг и к диффузии их внутрь кристалла. Второй процесс медленнее первого. А так как диффузия примесей протекает по уравнениям первого порядка, то весь процесс псевдо-мономолекулярный. Таков же характер процесса травления полупроводника, если диффузионная стадия самая медленная. В этих случаях особую роль играет закош анизотропии кристалов, так как диффузия в кристаллах идет с разной скоростью в разных направлениях. Скорость роста кристаллов, скорость окисления кислородом,, скорость травления зависят от того, какая грань подвергается воздействию. Например, доказано, что различные грани кристаллов вольфрама обладают неодинаковой активностью по отношению к кислороду и разной способностью эмитировать электроны при нагревании между этими свойствами наблюдается коррелятивная зависи.мость. Медь быстрее всего окисляется в направлениях, перпендикулярных граням кубических кристаллов. Обнаружено,, что внутреннее строение пленки СигО определенным образом ориентировано по отношению к поверхности кристаллов меди, что называется явлением эпитаксии. [c.61]

Общее представление о номенклатуре продукции промышленности реактивов в широком значении может дать перечень основных групп веществ, материалов и препаратов, вырабатываемых этой отраслью высокочистые вещества, предназначенные для использования в таких приоритетных областях науки и техники, как атомная энергетика и ядёрная физиКа, ракетная и космическая техника, производство полупроводниковых приборов, квантовых усилителей и генераторов, волоконная оптика, микроэлектроника и т.д. [c.75]