Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Физико-математические науки
Физика полупроводников и диэлектриков

Диссертационная работа:

Казарян Ваган Артаваздович. Анизотропные полупроводниковые датчики интенсивности излучения миллиметрового диапазона : Дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.04.10 : Фрязино, 2004 150 c. РГБ ОД, 61:04-1/1265

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

ГЛАВА 1. Термоэлектрические эффекты (обзор литературы) 7

1 Л. Термоэлектрические явления 7

1.2. Механизм возникновения термо-ЭДС 10

13. Условия возникновения анизотропии термо-ЭДС 12

  1. Термоэлектрические материалы 14

  2. Основная задача исследований 18

ГЛАВА 2. Поперечные термоэлектрические эффекты в анизотропных

термоэлементах при воздействии СВЧ излучения 19

2.1. Общие соотношения для термоэлектрических

эффектов в анизотропных полупроводниках 19

  1. Прямоугольный анизотропный термоэлемент 22

  2. Нестационарная термо-ЭДС в анизотропном термоэлементе 25

  3. Анализ нестационарной термо-ЭДС 29

  4. Спектральная характеристика термоэлектрического отклика 35

  5. Стационарная термо-ЭДС в анизотропном термоэлементе 37

ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование поперечных

термоэлектрических эффектов в анизотропных

термоэлементах из p — CdSb 40

ЗЛ. Подготовка анизотропных термоэлементов для

экспериментальных исследований 40

3.2. Исследование анизотропных термоэлементов

на стандартных волноводах 43

  1. Зеркальные диэлектрические волноводы 48

  2. Электрическое поле волн электродинамически

связанных структур зеркальных волноводов 54

  1. Исследование AT, электродинамически связанного с ЗДВ 60

  2. Влияние длины термоэлемента на генерацию

термоотклика в связанных линиях 67

  1. Определение оптимальной ориентации AT относительно ЗДВ .., 72

  2. Возникновение термо-ЭДС в анизотропных полупроводниках, закрепленных над ЗДВ 78

3.9. Нестационарный поперечный термоотклик в AT при Я = 8 мм .. 85
ЗЛО. Использование поперечных термоэлектрических

эффектов для приема СВЧ излучения вМДВ 89

ГЛАВА 4. Измерительные приборы на термоэлектрическом эффекте 94

  1. Основные положения 94

  2. Принцип работы термоэлектрических измерительных

приборов 97

4.3. Калибровка измерительных приборов 99

а. Калибровка на постоянном токе 100

б. Калибровка импульсом постоянного тока 102

  1. Измеритель мощности в коротковолновой части миллиметрового диапазона 104

  2. Измеритель энергии импульсов СВЧ 108

4.6, Измеритель мощности и энергии импульсов 114

ГЛАВА 5. Экспериментальные исследования эффектов

в n-InSb при СВЧ нагреве 116

5.L Исследование детектирующего эффекта в

монокристаллических слоях п - InSb на подложке

из сапфира при воздействии СВЧ излучения 116

5.2. Исследование эффектов преобразования частоты

сигнала в образцах n — InSb на сапфире 128

5.3. Использование монокристаллических слоев
InSb для высокочувствительного приема

излучения диапазонов СВЧиКВЧ ,.>. 132

Заключение 137

Литература 140

Введение к работе:

В последние десятилетия ушедшего века появилась тенденция к широкому использованию электромагнитных волн миллиметрового (ММ) и субмиллиметрового диапазонов в различных областях науки и техники, В настоящее время множество приборов и устройств работают именно в этом диапазоне длин волн- Среди них важное место занимают устройства, фиксирующие интенсивность излучения электромагнитной волны (ЭМВ). Однако, существующие в настоящее время приемники, вследствие тех или иных причин, не могут полностью решить проблему эффективного приема ММ излучения и остается весьма актуальной задача создания новых типов приемных устройств, в частно-сти, устройств, обеспечивающих регистрацию, контроль и измерение интенсивности СВЧ излучения (как непрерывного, так и импульсного), способных работать в широком диапазоне частот с различными типами волноведущих структур ММ диапазона ЭМВ, Особенно важным является создание широкополосных чувствительных элементов (датчиков), работающих при комнатной температуре и устойчивых к выгоранию при кратковременных перегрузках-

В предлагаемой работе рассматривается возможность использования в качестве чувствительных элементов анизотропных полупроводниковых датчиков на основе поперечных термоэлектрических эффектов, возникающих под воздействием СВЧ излучения.

Структура диссертации.

В первой главе приводится краткий обзор литературы, посвященной исследованиям термоэлектрических эффектов. На основе законов термодинамики показывается, что в средах с анизотропией термо-ЭДС могут существовать поперечные термоэлектрические эффекты. Рассматриваются механизмы возникновения термо-ЭДС в различных средах, а также условия осуществления максимальной анизотропии термо-ЭДС. Описываются основные свойства полупроводникового соединения антимонида кадмия с дырочной проводимостью

{p-CdSb\ используемого в данной работе в качестве материала для создания анизотропных термоэлементов (AT).

В заключение главы приводится постановка основной задачи, рассматриваемой в настоящей диссертационной работе.

Во второй главе разрабатывается феноменологическая модель поперечных термоэлектрических эффектов, возникающих в прямоугольных AT из p-CdSb под воздействием импульсного или непрерывного излучения СВЧ, Рассматриваются временные зависимости термоотклика от начальных и граничных условий нагрева AT, а также от параметров полупроводникового материала и металлических контактов на торцах термоэлемента, предназначенных для «съема» термоэлектрического отклика. Здесь же приводятся результаты спектрального анализа термоотклика.

Третья глава представляет экспериментальные результаты исследования свойств прямоугольных анизотропных термоэлементов из p-CdSb, помещенных в различные волноведущие структуры. Исследован термоотклик на воздействие импульсного и непрерывного СВЧ излучения в частотном диапазоне 10-гЗОО JTfy, Приводятся результаты анализа экспериментальных исследовании, а также сравнение опытных данных с результатами применения построенной феноменологической модели поперечных термоэлектрических эффектов-

Четвертая глава описывает три измерительных прибора, разработанных автором в рамках выполнения диссертационной работы. Работа этих приборов основана на эффектах возникновения напряжений поперечных термо-ЭДС в объемных AT из p-CdSb при комнатной температуре. Здесь же представлен способ калибровки термоэлектрических приборов, основанный на применении импульсов постоянного тока.

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований объемных эффектов в изотропных полупроводниках при СВЧ нагреве. Подробно исследуются свойства монокристаллических слоев n — InSb на тештопрово-дящей подложке при комнатной температуре. Обсуждается возможность создания высокочувствительных датчиков малой инерционности на основе таких

слоев для детектирования и преобразования частоты излучения миллиметрового диапазона электромагнитной волны,

В заключении приводятся основные результаты и выводы диссертационной работы.

Положення, выносимые на защиту:

  1. Феноменологическая модель нестационарных и стационарных поперечных термоэлектрических эффектов, возникающих под воздействием импульсного или непрерывного СВЧ излучения в полупроводниковых анизотропных термоэлементах из p-CdSby применительно для регистрации и измерения энергии электромагнитной волны на практике,

  2. Способы согласования анизотропных термоэлементов со стандартным металлическим» зеркально-диэлектрическим и металлодиэлектрическим волноводами, работающими на основных типах волны.

  3. Конструкции трех термоэлектрических приборов, предназначенных для измерения энергии одиночных импульсов СВЧ и (или) мощности непрерывного СВЧ излучения на частотах, как минимум, 1 O-ї-ЗОО ГГц.

А. Способ калибровки термоэлектрических приборов, основанный на применении импульсов постоянного тока-

5. Как показано экспериментально, в образцах n-InSb на сапфировой подложке при комнатной температуре под воздействием электромагнитных волн сантиметрового и миллиметрового диапазонов обнаружены эффекты детектирования и преобразования частоты сигнала "вниз" и "вверх".

Подобные работы
Зерова Вера Львовна
Внутризонные инверсии населенности и поглощение излучения среднего инфракрасного диапазона в квантовых ямах на основе соединений AIIIBV
Мирзоева Ирина Константиновна
Микровспышки в рентгеновском диапазоне излучения Солнца
Разин Сергей Владимирович
Импульсный разряд в тяжёлых газах, возбуждаемый в магнитной ловушке мощным излучением миллиметрового диапазона длин волн в условиях электронного циклотронного резонанса
Разин Сергей Владимирович
Импульсный разряд в тяж#лых газах, возбуждаемый в магнитной ловушке мощным излучением миллиметрового диапазона длин волн в условиях электронного циклотронного резонанса
Бадиков Дмитрий Валерьевич
Разработка и исследование новой оптической среды для источников когерентного излучения среднего ИК диапазона
Боголюбов Антон Сергеевич
Особенности взаимодействия электромагнитного излучения СВЧ-диапазона со слоистыми структурами типа нанометровая металлическая плёнка-диэлектрик-полупроводник
Козлов Александр Павлович
Исследование воздействия гамма-излучения в широком диапазоне доз и ускоренных ионов бора на мембраны эритроцитов
Виноходов Александр Юрьевич
Электроразрядные лазерные и плазменные источники излучения УФ и ВУФ диапазона с высокой частотой следования импульсов
Медников Константин Николаевич
Исследование взаимодействия струи благородного газа в вакууме с лазерной плазмой и лазерным излучением методами спектроскопии МР диапазона
Абрамов Антон Валерьевич
Особенности воздействия СВЧ- и оптического излучения на полупроводниковые приборы СВЧ-диапазона

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net