WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

так и за счет уменьшения расстояния между свободными метить, что экспериментальные результаты получены краями, сигнал ЭОВ возрастает. Это позволяет сделать в пределах изменения y, при которых пучок света не вывод о том, что для получения максимальной чувстви- освещает электроды. Во всем диапазоне изменения y тельности необходимо уменьшать приемную часть ФП полярность сигнала ЭОВ остается постоянной. При до размера лазерного пятна. При ширине нанографит- перемещении пучка лазера вдоль оси x, параллельной ной пленки l = 5 mm и расстояния между электродами электродам (y = 0), полярность сигнала ЭОВ также d = 5 mm чувствительность ФП на длине волны 1064 nm остается постоянной (рис. 6,b). Однако в этом слусоставляет 510 mV/MW. Это во много раз выше соответ- чае максимальная чувствительность наблюдается вблизи ствующей чувствительности ФП на ЭОВ, выполненных свободных краев ФП. На рис. 6,c и d для сравнения из нелинейно-оптических кристаллов. представлены результаты аналогичных исследований, Изменение локальной чувствительности нанографит- полученные для ФП аналогичной конструкции, изгоного пленочного ФП при перемещении пучка лазера товленного из полированного кремния. Видно, что в вдоль оси y, перпендикулярной электродам, при x = 0 этом случае зависимость (y) при x = 0 (рис. 6,c) (см. рис. 1,a) показано на рис. 6,a. Необходимо от- существенно отличается от соответствующей зависимоЖурнал технической физики, 2006, том 76, вып. 86 Г.М. Михеев, Р.Г. Зонов, А.Н. Образцов, А.П. Волков, Ю.П. Свирко сти (рис. 6,a), полученной для нанографитной пленки.

Полярность фотоэлектрического сигнала, возникающего в кремниевой пластине за счет эффекта Дембера, изменяется при переходе из области одного электрода в область другого, а амплитуда сигнала обращается в нуль вблизи значений y = 0. Результаты представленные на рис. 6, d показывают, что перемещение пучка лазера по поверхности ФП из кремниевой пластины параллельно оси x при y = -4.5 (1) и +4.5mm (2) приводит к незначительному уменьшению абсолютной величины при приближении к свободным краям пластины. Однако при этом значении (x), полученные при y =+4.5 и -4.5 mm, отличаются знаком. Необходимо особо отметить, что полярность фотоэлектрического сигнала, снимаемого с фотоприемника из кремниевой пластины, не зависит от угла падения. Существенное различие зависимостей (y), полученных для нанографитной пленки (рис. 6,a) и кремниевой пластины (рис. 6,c) дополнительно подтверждает различную физическую природу фотоэлектрических сигналов, возникающих в указанных материалах.

Из рис. 6,b следует, что чувствительность нанографитного пленочного ФП возрастает вблизи свободных краев. Это подтверждается дополнительными сравнительными экспериментальными исследованиями локальной чувствительности ФП прямоугольной и трапециидальной форм. Из рис. 7, a видно, что для ФП трапециидальной формы с параллельными электродами, расположенными вдоль оснований трапеции, перемещение пучка лазера вдоль оси y приводит к заметному изменению сигнала ЭОВ. Сигнал увеличивается с приближением пучка лазера к узкой части ФП. Результаты экспериментов, полученные при исследовании локальной чувствительности ФП прямоугольной формы, изготовленной из той же нанографитной пленки, показаны на рис. 7,b, видно, что в этом случае практически не зависит от y.

Экспериментальные закономерности, представленные выше, на качественном уровне можно объяснить следующим образом. Проводящая поверхность нанографитной пленки 1 представима в виде достаточно мелкой сетки сопротивлений, каждое звено которой состоит из Рис. 7. Зависимости локальной чувствительности ФП из нанекоторого элементарного сопротивления r (рис. 8). нографитной пленки трапециидальной (a) ипрямоугольной (b) В соответствии с [8] при ориентации плоскости ФП формы при сканировании луча лазера.

перпендикулярно плоскости падения лазерного луча и при угле падения, отличном от нуля, в зоне лазерного пучка на нанографитной пленке 2 в результате ЭОВ ширину ФП, удалив его правую часть по линии A A возникает импульсная фотоэдс, полярности которой (рис. 8), то суммарный ток утечки уменьшится за счет обращены в сторону электродов 3. Часть тока, сообрыва части контуров типа o, p и MNOP. Очевидно, здаваемого этой импульсной эдс, протекает через что это приведет к перераспределению токов, при этом сопротивление нагрузки Rload, представляющее собой увеличится ток через нагрузку Rload. Аналогичным обвходное сопротивление регистрирующего прибора (осциллографа). Возникают также токи утечки по много- разом последующее уменьшение ширины ФП за счет удаления левой его части по линии AA приведет к численным замкнутым контурам типа m, n, o, p,..., а дальнейшему уменьшению токов утечки за счет обрыва также по замкнутым контурам типа MNOP, как показано на рис. 8. Эти токи не протекают через сопротивле- контуров типа m и n. В результате амплитуда сигнала на ние нагрузки Rload, следовательно, они не дают своего нагрузке Rload увеличится еще больше. Все это находится вклада в амплитуду регистрируемого сигнала, но могут в соответствии с экспериментальными результатами, значительно нагружать источник эдс. Если уменьшить приведенными на рис. 4.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. Быстродействующий пленочный фотоприемник мощного лазерного излучения на эффекте... Соответствующий ФП из кремниевой пластины обладает совершенно другими свойствами: 1) фотоэлектрический сигнал не воспроизводит форму лазерного импульса и его длительность примерно в 20 раз больше длительности падающих импульсов; 2) при фиксированном угле падения луча полярность сигнала меняется при изменении положения пучка лазера от одного электрода к другому; 3) при облучении одной и той же выбранной точки на поверхности ФП полярность сигнала не зависит от угла падения; 4) при размерах ФП, близких к размеру лазерного пятна на поверхности кремниевой пластины, чувствительность обращается в нуль.

Авторы искренне признательны В.Я. Когаю за выполнение работ по нанесению проводящих электродов на образцы.

Один из авторов (Р.Г. Зонов) благодарит Фонд содействия отечественной науке за поддержку.

Рис. 8. Модельное представление ФП.

Список литературы Теперь вновь вернемся к первоначальной ширине [1] Измерение энергетических параметров и характеристик нанографитной пленки, но верхний и нижний электроды лазерного излучения / Под ред. А.Ф. Котюка. М.: Радио и ФП приблизим друг к другу, расположив их вдоль связь, 1981. 288 с.

линий BB и B B соответственно. В этом случае обры[2] Ишанин Г.Г. Приемники излучения оптических и оптиковаются замкнутые контуры m и p, а соответствующие электронных приборов. Л.: Машиностроение, 1986. 175 с.

токи уже будут протекать через электроды и нагрузку.

[3] Gibson A.F., Hatch C.B., Kimmitt M.F., Kothari S., Это приведет к увеличению импульсного напряжения на Serafetinides A. // J. Phys. C. Solid State Phys. 1977. Vol. 10.

входе регистрирующего осциллографа, что согласуется P. 905–915.

с экспериментальными результатами, представленными [4] Алимпиев С.С., Валов П.М., Ярошецкий И.Д. // Письма в ЖТФ. 1978. Т. 4. Вып. 3. С. 146–148.

на рис. 3. Увеличение локальной чувствительности ФП [5] Рывкин С.М., Ярошецкий И.Д. // Проблемы современной вблизи свободных краев, а также экспериментальные физики. Л.: Наука, 1980. С. 173–184.

зависимости чувствительности от длины электродов объ[6] Ward J.F. // Phys. Rev. 1966. Vol. 143. P. 569–574.

ясняются аналогично.

[7] Морозов Б.Н., Айвазян Ю.М. // Квантовая электроника.

1980. Т. 7. № 1. С. 5–32.

[8] Mikheev G.M., Zonov R.G., Obraztsov A.N., Svirko Yu.P. // Заключение Appl. Phys. Lett. 2004. Vol. 84. P. 4854–4856.

[9] Михеев Г.М., Зонов Р.Г., Образцов А.Н., Свирко Ю.П. // Таким образом, экспериментальные результаты, предПисьма в ЖТФ. 2004. Т. 30. Вып. 17. С. 88–94.

ставленные в данной работе, показывают, что ФП, [10] Михеев Г.М., Зонов Р.Г., Образцов А.Н., Свирко Ю.П. // изготовленный из нанографитной пленки и двух паралЖЭТФ. 2004, Т. 126. № 5. С. 1083–1088.

лельных проводящих электродов на ее поверхности и [11] Михеев Г.М., Зонов Р.Г., Образцов А.Н., Свирко Ю.П., работающий на ЭОВ, принципиально отличается от анаВолков А.П. // Письма в ЖТФ. 2005. Т. 31. Вып. 3. С. 11–57.

логичного ФП, изготовленного из кремниевой пластины, [12] Михеев Г.М., Зонов Р.Г., Образцов А.Н., Волков А.П., работающего на эффекте Дембера.

Свирко Ю.П. // Письма в ЖТФ. 2005. Т. 31. Вып. 13.

Фотоприемник из нанографитной пленки обладает С. 50-57.

следующими отличительными особенностями: 1) преоб- [13] Михеев Г.М., Зонов Р.Г., Образцов А.Н., Свирко Ю.П., Волков А.П. // ПТЭ. 2005. № 4.

разует наносекундные световые импульсы в электриче[14] Павловский И.Ю., Образцов А.Н. // ПТЭ. 1998. № 1.

ские соответствующей формы и длительности; 2) при С. 152–156.

фиксированном угле падения луча полярность сигнала [15] Образцов А.Н., Волков А.П., Боронин А.И. и др. // ЖЭТФ.

не зависит от положения пучка на поверхности пленки;

2001. Т. 120. С. 970–978.

3) амплитуда и полярность сигнала существенно зависят [16] Obraztsov A.N., Zolotukhin A.A., Ustinov A.O. et al. // Carbon.

от угла падения [8–10]; 4) чувствительность существен2003. Vol. 41. P. 836–839.

но зависит от размеров пленки, а также от длины и [17] Михеев Г.М., Малеев Д.И., Могилева Т.Н. // Квантовая взаимного расположения электродов, используемых для электроника. 1992. Т. 19. № 1. С. 45–47.

его измерения, а максимальная чувствительность достигается при размерах ФП, близких к размеру лазерного пятна на поверхности нанографитной пленки.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.