tiān wén > guāng diàn dǎo tàn cè qì



mùlù ·No. 1 ·bǎi kē dà quán ·gèngduōjiéguǒ... No. 1 　　 guāng diàn dǎo tàn cè qì 　　photoconductivedetector 　　 lì yòng bàn dǎo tǐ cái liào de guāng diàn dǎo xiào yìng zhì chéng de yī zhǒng guāng tàn cè qì jiàn。 suǒ wèi guāng diàn dǎo xiào yìng， shì zhǐ yóu fú shè yǐn qǐ bèi zhào shè cái liào diàn dǎo shuài gǎi biàn de yī zhǒng wù lǐ xiàn xiàng。 guāng diàn dǎo tàn cè qì zài jūn shì hé guó mín jīng jì de gè gè lǐng yù yòu guǎng fàn yòng tú。 zài kě jiàn guāng huò jìn hóng wài bō duàn zhù yào yòng yú shè xiàn cèliáng hé tàn cè、 gōng yè zì dòng kòng zhì、 guāng dù jì liàng děng； zài hóng wài bō duàn zhù yào yòng yú dǎo dàn zhì dǎo、 hóng wài rè chéng xiàng、 hóng wài yáo gǎn děng fāng miàn。 guāng diàn dǎo tǐ de lìng yī yìng yòng shì yòng tā zuò shè xiàng guǎn bà miàn。 wèile bì miǎn guāng shēng zài liú zǐ kuò sàn yǐn qǐ tú xiàng mó hú， lián xù báomó bà miàn dū yòng gāo zǔ duō jīng cái liào , rú pbs-pbo、 sb2s3 děng。 qí tā cái liào kě cǎi qǔ xiāng qiàn bà miàn de fāng fǎ， zhěng gè bà miàn yóu yuē 10 wàn gè dān dú tàn cè qì zǔ chéng。 　　1873 nián， yīng guó w. shǐ mì sī fā xiàn xī de guāng diàn dǎo xiào yìng， dàn shì zhè zhǒng xiào yìng cháng qī chǔyú tàn suǒ yán jiū jiē duàn， wèi huò shí jì yìng yòng。 dì 'èr cì shì jiè dà zhàn yǐ hòu， suí zhe bàn dǎo tǐ de fā zhǎn， gè zhǒng xīn de guāng diàn dǎo cái liào bù duàn chū xiàn。 zài kě jiàn guāng bō duàn fāng miàn， dào 50 nián dài zhōng qī， xìng néng liáng hǎo de liú huà gé、 xī huà gé guāng mǐn diàn zǔ hé hóng wài bō duàn de liú huà qiān guāng diàn tàn cè qì dōuyǐ tóu rù shǐ yòng。 60 nián dài chū， zhōng yuǎn hóng wài bō duàn líng mǐn de ge、 si càn zá guāng diàn dǎo tàn cè qì yán zhì chéng gōng， diǎn xíng de lì zǐ shì gōng zuò zài 3 ～ 5 wēi mǐ hé 8～ 14 wēi mǐ bō duàn de ge:au（ zhě càn jīn） hé ge:hg guāng diàn dǎo tàn cè qì 。 60 nián dài mò yǐ hòu ,hgcdte、 pbsnte děng kě biàn jìn dài kuān dù de sān yuán xì cái liào de yán jiū qǔ dé jìn zhǎn。 　　 gōng zuò yuán lǐ hé tè xìng　 guāng diàn dǎo xiào yìng shì nèi guāng diàn xiào yìng de yī zhǒng。 dāng zhào shè de guāng zǐ néng liàng hv děng yú huò dà yú bàn dǎo tǐ de jìn dài kuān dù eg shí， guāng zǐ néng gòu jiāng jià dài zhōng de diàn zǐ jī fā dào dǎo dài， cóng 'ér chǎn shēng dǎo diàn de diàn zǐ、 kōng xué duì , zhè jiù shì běn zhēng guāng diàn dǎo xiào yìng。 zhè lǐ h shì pǔ lǎng kè cháng shù， v shì guāng zǐ pín shuài ,eg shì cái liào de jìn dài kuān dù（ dān wèi wéi diàn zǐ fú）。 yīn cǐ， běn zhēng guāng diàn dǎo tǐ de xiǎng yìng cháng bō xiàn λc wéi 　　λc=hc/eg=1.24/eg(μm) 　　 shì zhōng c wéi guāng sù。 běn zhēng guāng diàn dǎo cái liào de cháng bō xiàn shòu jìn dài kuān dù de xiàn zhì。 zài 60 nián dài chū yǐ qián hái méi yòu yán zhì chū shì yòng de zhǎi jìn dài kuān dù de bàn dǎo tǐ cái liào， yīn 'ér rén men lì yòng fēi běn zhēng guāng diàn dǎo xiào yìng。 ge、 si děng cái liào de jìn dài zhōng cún zài gè zhǒng shēn dù de zá zhì néng jí， zhào shè de guāng zǐ néng liàng zhǐ yào děng yú huò dà yú zá zhì néng jí de lí huà néng， jiù néng gòu chǎn shēng guāng shēng zì yóu diàn zǐ huò zì yóu kōng xué。 fēi běn zhēng guāng diàn dǎo tǐ de xiǎng yìng cháng bō xiàn λ yóu xià shì qiú dé 　　λc ＝ 1.24/ei 　　 shì zhōng ei dài biǎo zá zhì néng jí de lí huà néng。 dào 60 nián dài zhōng hòu qī， hg1-xcdxte、 pbxsn1-xte、 pbxsn1-xse děng sān yuán xì bàn dǎo tǐ cái liào yán zhì chéng gōng , bìng jìn rù shí yòng jiē duàn。 tā men de jìn dài kuān dù suí zǔ fēn x zhí 'ér gǎi biàn， lì rú x＝ 0.2 de hg0.8cd0.2te cái liào， kě yǐ zhì chéng xiǎng yìng bō cháng wéi 8～ 14 wēi mǐ dà qì chuāng kǒu de hóng wài tàn cè qì。 tā yǔ gōng zuò zài tóng yàng bō duàn de ge： hg tàn cè qì xiāng bǐ yòu rú xià yōu diǎn： ① gōng zuò wēn dù gāo（ gāo yú 77k）， shǐ yòng fāng biàn , ér ge:hg gōng zuò wēn dù wéi 38k。 ② běn zhēng xī shōu xì shù dà , yàng pǐn chǐ cùn xiǎo。 ③ yì yú zhì zào duō yuán qì jiàn。 biǎo 1 hé biǎo 2 fēn bié liè chū bù fēn bàn dǎo tǐ cái liào de eg、 ei hé λc zhí。 　　 tōng cháng， fán jìn dài kuān dù huò zá zhì lí huà néng hé shì de bàn dǎo tǐ cái liào dū jù yòu guāng diàn xiào yìng。 dàn shì zhì zào shí yòng xìng qì jiàn hái yào kǎo lǜ xìng néng、 gōng yì、 jià gé děng yīn sù。 cháng yòng de guāng diàn dǎo tàn cè qì cái liào zài shè xiàn hé kě jiàn guāng bō duàn yòu： cds、 cdse、 cdte、 si、 ge děng ; zài jìn hóng wài bō duàn yòu： pbs、 pbse、 insb、 hg0.75cd0.25te děng ; zài cháng yú 8 wēi mǐ bō duàn yòu :hg1-xcdxte、 pbxsn1-x、 te、 si càn zá、 ge càn zá děng； cds、 cdse、 pbs děng cái liào kě yǐ yóu duō jīng báomó xíng shì zhì chéng guāng diàn dǎo tàn cè qì 。 　　 kě jiàn guāng bō duàn de guāng diàn dǎo tàn cè qì 　 cds、 cdse、 cdte de xiǎng yìng bō duàn dōuzài kě jiàn guāng huò jìn hóng wài qū yù， tōng cháng chēng wéi guāng mǐn diàn zǔ。 tā men jù yòu hěn kuān de jìn dài kuān dù（ yuǎn dà yú 1 diàn zǐ fú） , kě yǐ zài shì wēn xià gōng zuò， yīn cǐ qì jiàn jié gòu bǐ jiào jiǎn dān， yī bān cǎi yòng bàn mì fēng shì de jiāo mù wàiqiào， qián miàn jiā yī tòu guāng chuāng kǒu， hòu miàn yǐn chū liǎng gēn guǎn jiǎo zuò wéi diàn jí。 gāo wēn、 gāo shī huán jìng yìng yòng de guāng diàn dǎo tàn cè qì kě cǎi yòng jīn shǔ quán mì fēng xíng jié gòu， bō lí chuāng kǒu yǔ kě fá jīn shǔ wàiqiào róng fēng。 　　 qì jiàn líng mǐn dù yòng yī dìng piān yā xià měi liú míng fú zhào suǒ chǎn shēng de guāng diàn liú de dà xiǎo lái biǎo shì。 lì rú yī zhǒng cds guāng mǐn diàn zǔ , dāng piān yā wéi 70 fú shí， àn diàn liú wéi 10-6～ 10-8 ān， guāng zhào líng mǐn dù wéi 3～ 10 ān / liú míng。 cdse guāng mǐn diàn zǔ de líng mǐn dù yī bān bǐ cds gāo。 guāng mǐn diàn zǔ lìng yī gè zhòng yào cān shù shì shí jiān cháng shù τ， tā biǎo shì qì jiàn duì guāng zhào fǎn yìng sù dù de dà xiǎo。 guāng zhào tū rán qù chú yǐ hòu， guāng diàn liú xià jiàng dào zuì dà zhí de 1/e（ yuē wéi 37 ％） suǒ xū de shí jiān wéi shí jiān cháng shù τ。 yě yòu 'àn guāng diàn liú xià jiàng dào zuì dà zhí de 10％ jì suàn τ de ; gè zhǒng guāng mǐn diàn zǔ de shí jiān cháng shù chā bié hěn dà。 cds de shí jiān cháng shù bǐ jiào dà（ háo miǎo liàng jí）。 　　 hóng wài bō duàn de guāng diàn dǎo tàn cè qì 　 pbs、 hg1-xcdxte de cháng yòng xiǎng yìng bō duàn zài 1～ 3 wēi mǐ、 3～ 5 wēi mǐ、 8～ 14 wēi mǐ sān gè dà qì tòu guò chuāng kǒu。 yóu yú tā men de jìn dài kuān dù hěn zhǎi， yīn cǐ zài shì wēn xià， rè jī fā zú yǐ shǐ dǎo dài zhōng yòu dà liàng de zì yóu zài liú zǐ， zhè jiù dà dà jiàng dī liǎo duì fú shè de líng mǐn dù。 xiǎng yìng bō cháng yuè cháng de guāng， diàn dǎo tǐ zhè zhǒng qíng kuàng yuè xiǎn zhù， qí zhōng 1～ 3 wēi mǐ bō duàn de tàn cè qì kě yǐ zài shì wēn gōng zuò（ líng mǐn dù lüè yòu xià jiàng）。 3～ 5 wēi mǐ bō duàn de tàn cè qì fēn sān zhǒng qíng kuàng：① zài shì wēn xià gōng zuò， dàn líng mǐn dù dà dà xià jiàng， tàn cèduó yī bān zhǐ yòu 1～ 7×108 lí mǐ · wǎ -1· hè；② rè diàn zhì lěng wēn dù xià gōng zuò ( yuē -60 ℃ ), tàn cèduó yuē wéi 109 lí mǐ · wǎ -1· hè ;③ 77k huò gèng dī wēn dù xià gōng zuò , tàn cèduó kě dá 1010 lí mǐ · wǎ -1· hè yǐ shàng。 8～ 14 wēi mǐ bō duàn de tàn cè qì bì xū zài dī wēn xià gōng zuò， yīn cǐ guāng diàn dǎo tǐ yào bǎo chí zài zhēn kōng dù wǎ píng zhōng， lěng què fāng shì yòu guàn zhù yè dàn hé yòng wēi xíng zhì lěng qì liǎng zhǒng。 　　 hóng wài tàn cè qì de shí jiān cháng shù bǐ guāng mǐn diàn zǔ xiǎo dé duō ,pbs tàn cè qì de shí jiān cháng shù yī bān wéi 50～ 500 wēi miǎo ,hgcdte tàn cè qì de shí jiān cháng shù zài 10-6～ 10-8 miǎo liàng jí。 hóng wài tàn cè qì yòu shí yào tàn cè fēi cháng wēi ruò de fú shè xìn hào , lì rú 10-14 wǎ； shū chū de diàn xìn hào yě fēi cháng xiǎo , yīn cǐ yào yòu zhuān mén de qián zhì fàng dà qì。 bǎi kē dà quán 　　guangdiandao tanceqi 　　 guāng diàn dǎo tàn cè qì 　　photoconductivedetector 　　 lì yòng bàn dǎo tǐ cái liào de guāng diàn dǎo xiào yìng zhì chéng de yī zhǒng guāng tàn cè qì jiàn。 suǒ wèi guāng diàn dǎo xiào yìng， shì zhǐ yóu fú shè yǐn qǐ bèi zhào shè cái liào diàn dǎo shuài gǎi biàn de yī zhǒng wù lǐ xiàn xiàng。 guāng diàn dǎo tàn cè qì zài jūn shì hé guó mín jīng jì de gè gè lǐng yù yòu guǎng fàn yòng tú。 zài kě jiàn guāng huò jìn hóng wài bō duàn zhù yào yòng yú shè xiàn cèliáng hé tàn cè、 gōng yè zì dòng kòng zhì、 guāng dù jì liàng děng； zài hóng wài bō duàn zhù yào yòng yú dǎo dàn zhì dǎo、 hóng wài rè chéng xiàng、 hóng wài yáo gǎn děng fāng miàn。 guāng diàn dǎo tǐ de lìng yī yìng yòng shì yòng tā zuò shè xiàng guǎn bà miàn。 wèile bì miǎn guāng shēng zài liú zǐ kuò sàn yǐn qǐ tú xiàng mó hú， lián xù báomó bà miàn dū yòng gāo zǔ duō jīng cái liào , rú PbS-PbO、 Sb □ S□ děng。 qí tā cái liào kě cǎi qǔ xiāng qiàn bà miàn de fāng fǎ， zhěng gè bà miàn yóu yuē 10 wàn gè dān dú tàn cè qì zǔ chéng。 　　1873 nián， yīng guó W. shǐ mì sī fā xiàn xī de guāng diàn dǎo xiào yìng， dàn shì zhè zhǒng xiào yìng cháng qī chǔyú tàn suǒ yán jiū jiē duàn， wèi huò shí jì yìng yòng。 dì 'èr cì shì jiè dà zhàn yǐ hòu， suí zhe bàn dǎo tǐ de fā zhǎn， gè zhǒng xīn de guāng diàn dǎo cái liào bù duàn chū xiàn。 zài kě jiàn guāng bō duàn fāng miàn， dào 50 nián dài zhōng qī， xìng néng liáng hǎo de liú huà gé、 xī huà gé guāng mǐn diàn zǔ hé hóng wài bō duàn de liú huà qiān guāng diàn tàn cè qì dōuyǐ tóu rù shǐ yòng。 60 nián dài chū， zhōng yuǎn hóng wài bō duàn líng mǐn de Ge、 Si càn zá guāng diàn dǎo tàn cè qì yán zhì chéng gōng， diǎn xíng de lì zǐ shì gōng zuò zài 3～ 5 wēi mǐ hé 8～ 14 wēi mǐ bō duàn de Ge:Au（ zhě càn jīn） hé Ge:Hg guāng diàn dǎo tàn cè qì 。 60 nián dài mò yǐ hòu ,HgCdTe、 PbSnTe děng kě biàn jìn dài kuān dù de sān yuán xì cái liào de yán jiū qǔ dé jìn zhǎn。 　　 gōng zuò yuán lǐ hé tè xìng guāng diàn dǎo xiào yìng shì nèi guāng diàn xiào yìng de yī zhǒng。 dāng zhào shè de guāng zǐ néng liàng□□ děng yú huò dà yú bàn dǎo tǐ de jìn dài kuān dù□□ shí， guāng zǐ néng gòu jiāng jià dài zhōng de diàn zǐ jī fā dào dǎo dài， cóng 'ér chǎn shēng dǎo diàn de diàn zǐ、 kōng xué duì , zhè jiù shì běn zhēng guāng diàn dǎo xiào yìng。 zhè lǐ□ shì pǔ lǎng kè cháng shù，□ shì guāng zǐ pín shuài ,□□ shì cái liào de jìn dài kuān dù（ dān wèi wéi diàn zǐ fú）。 yīn cǐ， běn zhēng guāng diàn dǎo tǐ de xiǎng yìng cháng bō xiàn□□ wéi 　　□□ =□□ /□□ =1.24/□□ (□ m) shì zhōng□ wéi guāng sù。 běn zhēng guāng diàn dǎo cái liào de cháng bō xiàn shòu jìn dài kuān dù de xiàn zhì。 zài 60 nián dài chū yǐ qián hái méi yòu yán zhì chū shì yòng de zhǎi jìn dài kuān dù de bàn dǎo tǐ cái liào， yīn 'ér rén men lì yòng fēi běn zhēng guāng diàn dǎo xiào yìng。 Ge、 Si děng cái liào de jìn dài zhōng cún zài gè zhǒng shēn dù de zá zhì néng jí， zhào shè de guāng zǐ néng liàng zhǐ yào děng yú huò dà yú zá zhì néng jí de lí huà néng， jiù néng gòu chǎn shēng guāng shēng zì yóu diàn zǐ huò zì yóu kōng xué。 fēi běn zhēng guāng diàn dǎo tǐ de xiǎng yìng cháng bō xiàn□□ yóu xià shì qiú dé 　　□□＝ 1.24/□ i shì zhōng□ i dài biǎo zá zhì néng jí de lí huà néng。 dào 60 nián dài zhōng hòu qī， Hg1-□ Cd□ Te、 Pb□ Sn1-□ Te、 Pb□ Sn1-□ Se děng sān yuán xì bàn dǎo tǐ cái liào yán zhì chéng gōng , bìng jìn rù shí yòng jiē duàn。 tā men de jìn dài kuān dù suí zǔ fēn□ zhí 'ér gǎi biàn， lì rú□＝ 0.2 de HG0.8Cd0.2Te cái liào， kě yǐ zhì chéng xiǎng yìng bō cháng wéi 8～ 14 wēi mǐ dà qì chuāng kǒu de hóng wài tàn cè qì。 tā yǔ gōng zuò zài tóng yàng bō duàn de Ge： Hg tàn cè qì xiāng bǐ yòu rú xià yōu diǎn：① gōng zuò wēn dù gāo（ gāo yú 77K）， shǐ yòng fāng biàn , ér Ge:Hg gōng zuò wēn dù wéi 38K。② běn zhēng xī shōu xì shù dà , yàng pǐn chǐ cùn xiǎo。③ yì yú zhì zào duō yuán qì jiàn。 biǎo 1 běn zhēng guāng diàn dǎo cái liào de guāng diàn tè xìng cān liàng hé biǎo 2 zá zhì guāng diàn cái liào de guāng diàn tè xìng cān liàng fēn bié liè chū bù fēn bàn dǎo tǐ cái liào de□□、□ i hé□□ zhí。 　　 tōng cháng， fán jìn dài kuān dù huò zá zhì lí huà néng hé shì de bàn dǎo tǐ cái liào dū jù yòu guāng diàn xiào yìng。 dàn shì zhì zào shí yòng xìng qì jiàn hái yào kǎo lǜ xìng néng、 gōng yì、 jià gé děng yīn sù。 cháng yòng de guāng diàn dǎo tàn cè qì cái liào zài shè xiàn hé kě jiàn guāng bō duàn yòu： CdS、 CdSe、 CdTe、 Si、 Ge děng ; zài jìn hóng wài bō duàn yòu： PbS、 PbSe、 InSb、 Hg0.75Cd0.25Te děng ; zài cháng yú 8 wēi mǐ bō duàn yòu :Hg1-□ Cd□ Te、 Pb□ Sn1-□、 Te、 Si càn zá、 Ge càn zá děng； CdS、 CdSe、 PbS děng cái liào kě yǐ yóu duō jīng báomó xíng shì zhì chéng guāng diàn dǎo tàn cè qì 。 　　 kě jiàn guāng bō duàn de guāng diàn dǎo tàn cè qì CdS、 CdSe、 CdTe de xiǎng yìng bō duàn dōuzài kě jiàn guāng huò jìn hóng wài qū yù， tōng cháng chēng wéi guāng mǐn diàn zǔ。 tā men jù yòu hěn kuān de jìn dài kuān dù（ yuǎn dà yú 1 diàn zǐ fú） , kě yǐ zài shì wēn xià gōng zuò， yīn cǐ qì jiàn jié gòu bǐ jiào jiǎn dān， yī bān cǎi yòng bàn mì fēng shì de jiāo mù wàiqiào， qián miàn jiā yī tòu guāng chuāng kǒu， hòu miàn yǐn chū liǎng gēn guǎn jiǎo zuò wéi diàn jí。 gāo wēn、 gāo shī huán jìng yìng yòng de guāng diàn dǎo tàn cè qì kě cǎi yòng jīn shǔ quán mì fēng xíng