DD227311A1

DD227311A1 - Optoelektronischer festkoerperschalter

Info

Publication number: DD227311A1
Application number: DD26733684A
Authority: DD
Inventors: Udo Braatz; Edgar Klose
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1984-09-17
Filing date: 1984-09-17
Publication date: 1985-09-11
Also published as: JPS61252670A; GB8522717D0; FR2570515A1; GB2164795A; DE3524261A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Optoelektronik, insbesondere auf das Schalten und Steuern von Spannungen sowie auf die Erzeugung kurzer elektrischer Impulse mittels Pikosekundenlaserimpulsen oder anderen extrem kurzen Strahlungsimpulsen. Ziel und Aufgabe der Erfindung sind die Schaffung schneller optoelektronischer Festkoerperschalter, bei denen die erforderlichen Laserintensitaeten kleiner als 1 nJ sind und damit thermische Instabilitaeten weitgehend vermieden werden. Dies wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass die Strahlungsanregung zur Fuellung der Stoerstellen benoetigt wird und der Hauptanteil der Leitfaehigkeitszunahme durch den Effekt des raumladungsbegrenzten Stromes, d. h. durch den spontanen Uebergang vom Zustand mit 1 nach 1 vollzogen wird. Der Schalteffekt kommt also durch die Ueberlagerung von SCLC-Effekt, Fotoleitung und ggf. auch durch die Ueberlagerung eines aeusseren Feldes mit dem Feld der Lichtwelle zustande, wobei der optoelektronische Festkoerperschalter selbst Teil einer Wellenleiteranordnung ist.

Description

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Dr. rer· nat. Udo Braatz Berlin, den 31. 08. 1984 Dr. se. nat· Edgar Klose

Titel der Erfindung Optoelektronischer Festkörperschalter

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Optoelektronik, insbeson-r dere das schnelle Schalten und Steuern von Festkörperanordnungen mittels Pikosekundenlaserimpulsen*

Derartige schnelle Festkörperschalter dienen zur Erzeugung ultrakurzer elektrischer Impulse bzw. zum Schalten hoher Spannungsimpulse, direkten Detektion von Pikosekundenlaserimpulsen, Realisierung eines zeitlich hochauflösenden optoelektronischen Sampling-Meßsystems, Steuerung bzw· stabilen Synchronisierung einer jitterfreien Streak-Kamera, Synchroscan-Kamera sowie Pockels- und Kerrzellen, Modulation von Halbleiterlasern mit elektrischen Pikosekundenimpulsen und Realisierung weiterer Anwendungsfälle·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bekannten technischen Lösungen der durch Pikosekundenlaserimpulsen aktivierten optoelektronischen Pestkörperschalter lassen sich im wesentlichen in zwei Hauptgruppen einordnen. Bei der einen'Gruppe wird die elektrische Leitfähigkeit von hochohmigen Halbleitermaterialien (z. B. Silicium) mittels eines Pikosekundenlaserimpulses, d. h. durch den inneren Fotoeffekt kurzzeitig erhöht (US-PS 3917943, HOU, 39/12).

Derartige Festkörperschalter sind für die Dauer des erhöhten¹ Leitfähigkeitszustandes geöffnet, d. h. sie führen erhöhten Strom. Nach dem Abklingen der erhöhten Leitfähigkeit kehrt der Schalter wieder in den Ausgangszustand der geringen Leitfähigkeit zurück, damit ist der Schalter geschlossen.

Auf diese Weise ist es prinzipiell möglich, kurze Laserimpulse in kurze elektrische Impulse umzuwandeln. Der Hachteil dieser optoelektronischen Festkörperschalteranordnungen besteht darin, daß die erreichbaren Amplituden der Spannungsimpulse relativ gering sind und außerdem thermische Instabilitäten einen Lawinendurch-" bruch herbeiführen können.

Um eine Schalteffektivität von 95 % zu erzielen, beträgt die erforderliche Laseranregungsenergiedichte größer oder gleich

100 /uJ/cm bei Photonenenergien in der Größenordnung der Breite der verbotenen Zone des jeweils verwendeten Pestkörpermaterials· Eine zweite Gruppe der optoelektronischen Festkörperschalter sind schnelle Festkörpersehalter auf der Basis des·"Avalanche-Effekts" (US-PS 4218618; 4301362, HOU, 40/14). Dabei wird ein hochohmiges Halbleitermaterial, z. B. Cr-dotiertes GaAs bei tiefen Temperaturen" (z. B. 77 K) mit hohen elektrischen Feldstärken betrieben. Durch Belichtung mit einem kurzen Laserimpuls relativ geringer Strahlungsintensität entstehen zusätzlich freie Ladungsträger, die unter den Bedingungen eines hohen elektrischen Feldes beschleunigt werden und zum "Avalanche-Effekt" führen.

Dies ermöglicht die .Erzeugung bzw. das Schalten hoher Spannungsimpulse bei Laserintensitäten kleiner als 100 nJ/cm · Die Anwendung des "Avalanche-Effekts" stellt ebenfalls keine optimale Lösung dar, da die nach diesem Prinzip arbeitenden optoelektronischen Pestkörperschalter bei tiefen Temperaturen (etwa 77 K) betrieben werden müssen·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen schnellen optoelektronischen Pestkörperschalter verfügbar zu haben, der es ermöglicht, kurze und dabei hohe elektrische Spannungsimpulse zu erzeugen, ohne daß die Gefahr des Lawinendurchbruchs besteht und; ohne daß eine zusätzliche Kühlung oder hohe Laserintensitäten erforderlich sind·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines optoelektronischen Pestkörperschalters zur Erzeugung höher Spannungsimpulse ohne Erfordernis der Kühlung desselben·

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Schaffung von schnellen optoelektronischen Festkörperschaltern solche hochohmigen Festkörpermaterialien ausgewählt werden, bei denen der Stromfluß volumenbegrenzt ist, eine Ladungsträgerinjektion auftreten und sich infolgedessen der Effekt des raumladungsbegrenzten Stromes (Space-Charge-limited-Currents, SCLC) ausbilden kann.

Nach der Theorie des raumladungsbegrenzten Stromes (M, A· Lampert, P·, Mark "Current Injection in Solids", Academic Press, lew York and London, 1970) sowie weiteren Kriterien (F. Stöckmann "Halbleiterprobleme¹¹, Bd· IV, 1961), setzt das Auftreten des SCLC-Sffekts u. a. voraus, daß der Pestkörper ohm'sche Kontakte besitzt und daß. durch diese die Strominjektion ermöglicht wird, wobei die dielektrische Relaxationszeit bzw. die Debye-Länge folgende an sich gleichwertige;^ Bedingungen erfüllt:

(D tjjR = E₀

(III) L » d .

Es bedeuten: C^ - dielektrische Relaxationszeit

£ - Dielektrizitätskonstante des Vakuums

£_r - relative Dielektrizitätskonstante

Ο spezifische Leitfähigkeit

T^ - Transitzeit

L- Debye-Länge

d - Dicke des Festkörpers

Für die Zielstellung, diesen Raumladungseffekt zum schnellen Schalten zu nutzen, ist es erforderlich, daß in der verbotenen Zone der Bandstruktur, des jeweiligen <lem Festkörper angepaßten

Bändermodells, tiefe Störstellen vorhanden und möglichst monoenergetisch, also diskret, verteilt sind. Bekannterweise tritt bei Vorhandensein von tiefen und energetisch diskreten Störstel len der Konzentration U. bei einer elektrischen feldstärke ^Ξφρτ' und für den Fall der Einträgerinjektion die sogenannte TFL-Region auf, die dem Zustand der völligen Haft Stellenauffüllung entspricht (Trap-Pilled-Limit, abgekürzt TPL) und durch folgende Gleichung beschrieben wird:

Gemäß dieser Gleichung sollte Ή. in einer solchen Größenordnung liegen, daß folgende. Relation.,erfüllt ist:

^ETFL ^{< B}krit ,

wobei B₁ .. der sogenannten kritischen feldstärke entspricht, icn u . c... .

die für die meisten Halbleiter bekanntlich etwa TO V/cm beträgt· : _

Nach der SGLC-Theorie von LAiIPERT wird unter den oben genannten Bedingungen für eine vorgegebene elektrische Feldstärke Ξ , deren Betrag kleiner als Bm-pr ist, die Stromdichte raumladungsbegrenzt, d· h· prop Fach-.LAMEEKD. gilt:

grenzt, d· h· proportional zu E sein.

CVD j_so = | . ε_Γ. . C₀ .Θ. /ι . I^

/U ist die Beweglichkeit für Stromleitung im Leitungsband und Q ist eine dimensionslose Konstante, die wie folgt definiert ist:

(VII) 0 = . exp ..(- ΑΞ,/kT)

Ss bedeuten: g - Entartungsfaktor, der für einwertige donatorartige Störstellenniveaus die Zahl 2 annimmt

^E, - Energieabstand vom Leitungsband, d. h· . . (4E_t = E₀-E₁.)

k - BoItzmannkonstante T - absolute Temperatur

Wird bei dieser elektrischen Feldstärke E und einer konstanten Temperatur der Festkörper mit einem Pikosekundenlaserimpuis bestrahlt, d. h. senkrecht bzw· in einem' Winkel um 90 zur Richtung des äußeren elektrischen Feldes oder auch parallel, aber entgegen der Feldrichtung, so führt diese Photoinjektion zur Erzeugung freier Ladungsträgerpaare. Die aus dem Valenzband (ggf. auch die.aus tieferliegenden Valenzbändern) und den Störstellenniveaus befreiten Ladungsträger führen zu einer kurzzeitigen Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit. Die spontane Zunahme der Besetzungsdichte des Leitungsbandes erhöht gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit, für die Besetzung freier Störstellenplätze· Auf diese Weise wird der TFL-Zustand herbeigeführt. Der damit verbundene steile Stromanstieg ist nur von kurzer Dauer, da nach dem Abklingen der erhöhten Besetzungsdichte des Leitungsbandes die Beemission aus Störstellen überwiegt und dadurch die j/E-Kennlinie wieder in den Ausgangszustand der raumladungsbegrenzten Stromregion zurückkehrt«

Wird der optoelektronische Festkörperschalter dagegen in Feldrichtung bestrahlt, so kann sich die Einträgerinjektion und die Photoinjektion zu einer Doppelinjektion überlagern, deren j/E-Kennlinie dadurch gekennzeichnet ist, daß bei Erreichen einer bestimmten Schwellenfeldstärke ein Zustand mit negativem differentiellen Widerstand auftritt, der ebenfalls einen steilen Stromanstieg zur Folge hat·

Die resultierende elektrische Leitfähigkeit des optoelektronischen Festkörperschalters wird durch die Überlagerung von Foto- und SCLC-Effekt hervorgerufen.

Ferner ist zu berücksichtigen, daß unter bestimmten Strahlungsbedingungen, die an dem optoelektronischen Schalter anliegende elektrische Feldstärke durch das elektrische Feld der Lichtwelle verstärkt bzw· geschwächt werden kann·

Ausführungsbeispiel ^:

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden·

In Übereinstimmung zur Theorie des raumladungsbegrenzten Stromes werden solche hochohmigen Kristallscheiben oder Dünnschichten , ausgewählt, die den volumenbegrenzten.Stromfluß ermöglichen und die allgemeinen Bedingungen der SCLG-Theorie erfüllen. Diese Festkörper, die hochohmige Halbleiter oder Isolatoren sein können, sollen zunächst sandwichartig mit ohm'schen Kontakten versehen sein, die den volumenbegrenzten Stromfluß und die Injektion von Ladungsträgern ermöglichen· Im weiteren soll vorzugsweise die Einträgerinjektion, d. h. Elektroneningektion,:betrachtet werden. Ferner wird vorausgesetzt, daß in diesen Festkörpern mindestens ein dominierendes monoenergetisches donatorartiges Störstellenniveau existiert, das durch die Störstellenparameter ΔΕ,, N, sowie den Einfangquerschnitt y) eindeutig bestimmt ist. · Ein Material, das sowohl die hier' genannten Bedingungen und Voraussetzungen der SCLC-Theorie als auch die erforderlichen Eigen- . schäften für den Einsatz als optoelektronischer Schalter besitzt, ist beispielsweise Quecksilber-II-Iodid (HgI₂). Mit einem Brechungsindex von fl.= 2,71 und einem spezifischen Widerstand in der Größenordnung von 10 JL cm sowie einer Breite der verbotenen Zone- von 2,13 eV ist dieses Material prinzipiell für. optoelektronische Schalter geeignet; Die erforderliche kurze mittlere Lebensdauer;, - der durch- den PikοSekunden!aserimpuls ;ange<regten-Ladungsträger^" wird, ζ. B. durch donatorartige Störstellenniveaus mit einer energetischen Tiefe von ijE, = E - E, «0,9 eV,

13 16 -3 ' τ einer Konzentration von 10 bis 10 cm und einem Einfang-

-13 2

querschnitt für Elektronen in der Größenordnung von 10 cm erzielt.

Für Kristalldicken kleiner als 5 *· 10 cm und Betriebsspannungen von 4000 V sind beispielsweise elektrische Feldstärken bis zu 10 Y/cm erreichbar und im Hinblick auf die kritische Feldstärke anlegbar.

Den Forderungen nach, ohm.¹ sehen und ggf. transparenten und dauerhaften Kontakten wird z. B. durch eine dünne aufgedampfte Palladiumschicht entsprochen·

In den Figuren 1 bis 4 sind verschiedene Festkörperanordnungen dargestellt, bei denen ein und dieselbe Kristallscheibe 7 der Dicke d verschieden kontaktiert bzw· angeordnet ist. In der Figur 5 wurde diese Kristallscheibe 7 durch eine auf dem Substratträger 13 befindliche kontaktierte Aufdampfschicht ersetzt.^Die Symbole 6 kennzeichnen die aufgebrachten ohm'schen Kontaktschichten· Im Ausführungsbeispiel der Figur 4 soll die obere Kontaktschicht 6 vorzugsweise transparent sein« Die Stellen 5 deuten die feste elektrische Verbindung zwischen den Leitern und den Kontakten an.

In den Figuren 1 bis 4 dient die linke Koaxialleitung als Ladekabel 4, dessen Länge bekanntlich die Dauer des Spannungsimpulses bestimmt. Die rechte Koaxialleitung dient als Übertragungskabel In den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 1 bis 4 bedeutet 1 die Spannungsquelle mit der Spannung U_Q, die mit dem Vorwiderstand verbunden 2 ist· Der Vorwiderstand dient u. a.· zur Strombegrenzung. Der kontaktierte optoelektronische Festkörperschalter 6 und 7 ist mit den beiden Innenleitern der koaxialen Kabel 4 direkt verbunden· Durch die leitende. Verbindung 9 ist die Wellenleiteranordnung komplettiert, wobei 8 eine Isolatorschicht darstellt, die den eigentlichen optoelektronischen Schalter von der Masseverbindung 9 trennt· IvHi; Hilfe des Lastwiderstandes 11 kann die reflexionsfreie Anpassung der Wellenleiteranordnung vorgenommen werden· .

Die Verbindungsstelle 14 dient zur Abnahme des erzeugten Schalt impulses.

Gemäß Figur 1 erfolgt die Bestrahlung 10 parallel zur Kontaktebene, d· h· wie bei der Untersuchung der Fotoleitung· In der Figur 2 ist der Festkörper 7 bis auf einen Ring kontaktiert, dessen Breite durch* die elektrische Feldstärke bestimmt wird· Bei Belichtung wird die kontaktfreie Region ganz.oder teilweise nieder ohmig· In der Figur 3 ist eine Reihenschaltung aus einem Fotoleiter 12 und einem optoelektronischen Schalter dargestellt.

Durch Belichtung wird der Fotoleiter niederohmig, der aus dem gleichen Material beschaffen sein kann wie 7/ so daß sich die am Festkörper liegende Feldstärke erhöht, wodurch der optoelektronische Schalter geöffnet wird.

In der Figur 4 soll die Bestrahlung senkrecht zu den Kontaktflächen- erfolgen, also wie bei der Untersuchung des Demberef-. fektes· - . ^: - -

Bei entsprechender Dimensionierung können die kontaktierten Festkörper 7 auch durch die Anordnung gemäß Figur 5 ersetzt werden· - ..:.- .

In der Figur 6 ist ein großflächiger Festkörper dargestellt, dessen Vorder- und Rückseite mit beispielsweise 9 gegenüberliegenden Kontakten versehen ist. Zur besseren Übersicht wurden nicht alle Kontakte mit Symbolen bezeichnet, sondern nur der Kontakt der 1. Spalte und 3· Zeile. IiLt dieser Anordnung können gleichzeitig 9. verschiedene Kanäle betrieben werden, d· h· mit ein und demselben Substrat gleichzeitig mehrere elektrische Impulse erzeugt werden.

In der Figur 7 ist eine¹ typische j/E-Kennlinie des raumladungsbegrenzten Stromes (SCLG) ohne Bestrahlung und für den Fall der Einträgerinjektion dargestellt. Die Kennlinie A zeigt den Verlauf des SCLC-Stromes für einen idealen Festkörper ohne Störstellen. Die Kennlinie B besteht aus dem ohm'sehen - dem raumladungsbegrenz ten -, dem TFL- und dem erneuten raumladungsbegrenzten . Strombereich, für den ©= 1 gilt (siehe Gl. VI). E und E,stellen die minimal und maximal an den:Festkörper anlegbare elektrische. Feldstärke: dar, wobei die obere Grenze kleiner als die sogenannte kritische Feldstärke sein soll.·,. Die Feldstär-

SG ke Eg^ charakterisiert den Übergang vom ohm'sehen zum raumladungsbegrenzten Strombereich· Die Feldstärke ^m-a-r entspricht der Schwellfeldstärke der TFL-Region. Diese Schwellenfeldstärke beträgt z. B. für 3Sr_t = 10¹³ cm"³, ί_χ = 7,51 und d = 2 . 10"² cm, d. h· für den angenommenen HgJ--Einkristall, gemäß Gl. (IV). 2,41 - 10⁴ V/cm

Für E = 2 . 10 V/cm und Raumtemperatur (293 K) sowie den Stör-

O ..τ ^t

Stellenparametern N, = 10^u cm , A E. = 0,90 eV und der Zustands-

diente I₀ (RT) = 3,67 . 10¹⁹ cm"³ erhält man nach Gl. (VII): Θ = 6,04 . 1O*"¹⁰ .

Mit /U = 50 cm /Ys, und Ξ kann nach Gl. (VI) die Stromdichte für den Fall 0^1 und Θ = 1 berechnet werden. Die Ergebnisse

lauten: >

j_sc (E_o,0 «1)^V = 9>03 ., 1Q"¹² A/cm² und J₃₀ (E_Q> Θ = O = 1,50 . 10"² A/cm² .

Durch den SCLC-Effekt ändert sich die elektrische Leitfähigkeit um mehrere Größenordnungen. Hierbei ist aber noch^der Beitrag der Fotoleitung zu berücksichtigen. Infolge der Überlagerung von Fotoleitung und SCLC-Effekt kann der Gesamtwiderstand des optoelektronischen Schalters auf R_n-C₁Q ^ Z reduziert werden, wobei

UÜjO O

q_ES = d/A · (d ρ +0 an ) gilt und Z der Impedanzwiderstand ist. A ist die Querschnittsfläche des Kristalls und <5 ^ bzw. Ö _Oq °^θ~ deuten die Leitfähigkeitsbeiträge der Fotoleitung und des SCLC-Effekts. Bereits für eine mittlere Impulsenergie von weniger als 10 nJ/cm und einer mittleren Impulsdauer von 10 ps eines 530 nm Laserimpulses (Id - YAG mode-Locked-SHG) unterschreitet der optoelektronische Schalter den Impedanzwiderstand und öffnet. Bei dieser Abschätzung wurde vorausgesetzt, daß sich die äußere Feldstärke E_Q und der Maximalbetrag der Feldstärke der Lichtwelle optimal überlagern, das durch die Anordnungen von Figur 1 und 2 realisierbar ist.

Durch das Öffnen des optoelektronischen Schalters erzeugt ein 25 cm langes Ladekabel einen Spannungsimpuls von etwa 760 ns Dauer. Falls durch den Lastwiderstand 11 eine reflexionsfreie Anpassung erreicht wird, d. h. RqeS ⁺ ^r = Z gilt, entsteht ein Rechteckimpuls mit einer Impulshöhe von U /2 = 200 V, da die oben beschriebenen Abschätzungen mit U = 400 V vorgenommen wurden. Analoge Resultate sind mit den Anordnungen nach Figur 2 und 4 erreichbar. Falls zum Beispiel die elektrische Feldstärke des Laserimpulses selbst nicht wirksam werden kann, wie im Ausführungsbei-

spiel nach Figur 3, wird die am optoelektronischen Schalter effektiv anliegende elektrische Feldstärke auf solche Beträge erhöht, daß der elektrische Widerstand in die Größenordnung des Impedanzwiderstandes kommt, wodurch gleichzeitig höhere Spannungsimpuls e entstehen· Da aber die anlegbare Feldstärke durch die kritische Feldstärke begrenzt wird, ist- es zweckmäßig, den eigentlichen optoelektronischen Schalter mit einer konstanten Strahlungsquelle 15 zu. belichten, z· B· mit einer Lumineszenz-^: diode, mit dem Ziel, daß der gesamte elektrische Widerstand im Schaltzustand den gewünschten Wert von kleiner oder gleich Z annimmt. Die Trennwand 16 verhindert, daß der Fotoleiter 12 durch die Strahlung getroffen wird« ..:.-...

Claims

Erfindungsanspruch

1· Optoelektronischer Festkörperschalter, der durch elektromagnetische Strahlung aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein hochohmiger und strahlungsempfindlicher Festkörper vorgesehen ist, der zwischen dem Valenz- und Leitungsband mindestens eine Sorte tiefliegender Störstellen der Konzentration 3XL enthält und mit mindestens zwei elektrisch leitenden Kontakten versehen ist, zwischen denen ein elektrisches Feld anliegt, das ohne Bestrahlung einen volumenbegrenzten Stromfluß durch diesen Pestkörper verursacht, der als raumladungsbegrenzter Strom (SCLC) zu charakterisieren ist und für den bei konstanter Temperatur und vorgegebener Feldstärke erst dann ein steiler Stromanstieg typisch ist, wenn dieser Festkörper selbst oder ggf. ein weiterer dazu in Reihe liegender fotoleitender Festkörper oder beide gleichzeitig bestrahlt werden und auf diese Weise, d· h· infolge der Überlagerung von SCLC-Effekt und Fotqleitung der Gesamtwiderstand des optoelektronischen Festkörperschalters kleiner oder gleich dem Impedanzwiderstand wird und hierdurch ein kurzer Schalteffekt erzielbar ist, der erst wiederholt werden kann, wenn der optoelektronische Festkörperschalter durch einen weiteren Strahlungsimpuls erneut geöffnet wird· . -
2. Optoelektronischer Festkörperschalter nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet , daß der hochohmige und strahlungsempfindliche Festkörper als einkristalline bzv/. amorphe Halbleiter- oder Isolatorscheibe ausgebildet ist oder als halbleitende- oder isolierende Festkörperdünnschicht auf einem Substratträger aufgebracht ist, wobei in beiden Ausführungsformen, d. h. als Scheibe oder Dünnschicht, die Störstellenkonzentration Ή, des .Festkörpers in einer solchen Größenordnung liegt, daß die Schwellenfeldstärke gemäß der Gleichung (IV):, .

TFL = < 2 Λ; ._ίο ^} * ^Nt

kleiner als die sogenannte kritische Feldstärke ist, die von dem verwendeten Material abhängt.

Optoelektronischer Festkörperschalter nach Punkt 2, dadurch •gekennzeichnet, daß die Festkörperscheibe bzw. Festkörperdünnschicht, die das Schaltelement bildet, zusätzlich mit einem spannungsfesten Fotoleiter kombiniert ist, wobei beide Elemente in Reihe liegen und von gleichem Material sein können oder der Fotoleiter direkt- auf eine Fläche"des Festkörpers integriert aufgebracht ist und jeweils'als Bestandteil des optoelektronischen Festkörperschalters anzusehen ist und noch durch mindestens eine Lumineszenzdiode erweitert werden kann, deren Strahlung nur auf den optoelektronischen Festkbrperschalter gerichtet ist und nicht auf, den in Reihe geschalteten Fotoleiter« - .·, :
4. Optoelektronischer Festkörperschalter nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper bzw· die Festkörperdünnschicht sandwichartig ganz oder teilweise mit elektrisch gut leitenden Kontakten versehen ist oder daß die elektrisch gut leitenden Kontakte den Festkörper: oder die Festkörperdünnschicht bis auf einen kontaktfreien. Hing-oder bis auf eine kontaktfreie Zone ganz oder teilweise bedecken·

Optoelektronischer Festkörperschalter nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem optoelektronischen Schalter anliegende elektrische Feld von einer Gleichspannung oder" einer gepulsten Gleichspannung; herrührt' undidieser optoelektronische Schalter bei Raumtemperatur::(d. h· 293 K) zusätzlich gekühlt oder erwärmt werden kann. .

Optoelektronischer Festkörper nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur kurzzeitigen Herabsetzung des spezifischen Widerstandes bzw. die zur Füllung der Störstellen erforderliche Strahlungsenergie = h · l) durch Photonen eines kurzen Impulses von Laserstrahlung oder optischer Strahlung oder durch ionisierender Strahlung oder Teilchenstrahlung oder von mehreren Strahlungsquellen gleichzeitig realisierbar ist und dabei von solchem Betrage ist, daß diese Anregungsenergie den Übergang von Ladungsträgern aus besetzten Bändern in das Leitungsband ermöglicht.
7. Optoelektronischer Pestkörper nach Punkt β, dadurch gekennzeichnet, daß demselben die für den Schalteffekt erforderliche Strahlungsenergie durch direkte Bestrahlung über eine Glasfaser oder über einen optischen Wellenleiter zuführbar ist.
8. Optoelektronischer Festkörperschalter nach Punkt 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zur Erzielung extrem kurzer Anstiegszeiten ein- oder mehrfach Teil einer sogenannten Wellenleiteranordnung ist und der elektrische Widerstand des optoelektronischen Schalters im geöffneten Zustand kleiner oder gleich dem Impedanzwiderstand ist.
9. Optoelektronischer Festkörperschalter nach Punkt 1 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe in einem System, bestehend aus mehreren einzelnen optoelektronischen Festkörperschaltern angeordnet ist oder sich auf einem großflächigen Substrat eines Festkörpers mehrere elektrische Kontaktanordnungen befinden, wobei jeder einzelne optoelektronische Festkörperschalter gleichzeitig oder unabhängig voneinander betreibbar ist und daß diese Anordnung mit weiteren Hilfsmitteln kombiniert zur Informationsverarbeitung oder zur Steuerung, Regelung und Darstellung von Informationen einsetzbar ist.