DE2207311A1

DE2207311A1 - Kalium-Tantalat-Detektor für ultraviolette Strahlung

Info

Publication number: DE2207311A1
Application number: DE19722207311
Authority: DE
Inventors: Paul W. Burnsville Minn. Chapman (V.St.A.)
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1971-02-19
Filing date: 1972-02-17
Publication date: 1972-10-05
Also published as: FR2125273A1; JPS4731680A; US3717799A; FR2125273B1; GB1365804A; CA936272A

Description

"Kalium-Tantalat-Detektor für ultraviolette Strahlung"

Die Erfindung betrifft auf ultraviolette Strahlung ansprechende Pestkörperdetektoren. Detektoren für ultraviolette Strahlen werden zum Schutz menschlicher Augen durch überwachung ultravioletter Strahlungsstärke, für Ultraviolettstrahlungsmesser, für terrestische- und Raumfahrtaufgaben sowie für Systeme zur Auffindung von ultraviolette Strahlung schluckenden Dämpfen verwendet. Eines der wichtigsten Anwendungsgebiete für Ultraviolettstrahlungsmesser ist gegenwärtig aber das Gebiet der Flammenfühler.

Die zuverlässigste und universellste Methode zur überwachung der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Flamme besteht darin, die von der Flamme abgegebene ultraviolette Strahlung festzustellen. Ein erster Vorteil der optischen Überwachungsmethode von Flammen gegenüber den konventionellen Methoden, bei denen thermische Fühler wie beispielsweise Thermopaare oder Thermistoren verwendet wurden, besteht darin, daß optische Fühler in der Größenordnung von wenigen Millisekunden liegende oder noch kürzere Ansprechzeiten besitzen, während die thermisch arbeiten-

209841/0663

den Detektoren Ansprechzeiten aufweisen, die in der Größenordnung von Sekunden liegen. Ein weiterer Vorteil der optischen Fühler besteht darin, daß diese an abseits liegenden Stellen angeordnet werden können, so daß sie nicht hohen Temperaturen oder Korrosion ausgesetzt sind. Ein anderer Vorteil der optischen Fühler besteht darin, daß sie irgendwo innerhalb des Blickfeldes des Detektors liegende·¹ auch weiter entfernt befindliche Flammen wahrnehmen können, so daß es nicht notwendig ist, den genauen Ort der erwarteten Flamme zu kennen. Dieses Merkmal ist wichtig für Systeme zur überwachung und Verfolgung von Flammen. Die Beobachtung ultravioletter Strahlung zur Flammenüberwachung bietet gegenüber der überwachung des infraroten Strahlungsteils des Strahlungsspektrums Vorteile, da ein Infrarotdetektor nicht zwischen einer Flamme und einem heißen Körper unterscheiden kann. Eine überwachung im sichtbaren Strahlungsbereich ist unerwünscht, da sowohl äußeres Sonnenlicht als auch künstliches Licht den Strahlungsdetektor zum Ansprechen bringen könnte. E3 kommt hinzu, daß die IntensitMt der Strahlung des schwarzen Körpers exponentiell vom sichtbaren i-:um ultravioletten Strahlungsbereich hin abfällt. Im Gegensatz zur Infrarotstrahlung und zur sichtbaren Strahlung stellt die . Aussendung ultravioletter Strahlung einer Flamme ein eindeutiges Kennsignal dar, welches durch einen geeigneten Fühler schnell wahrgenommen werden kann.

In Fig. 1 ist das Strahlungsspektrum von mehreren unterschiedlichen Flammen dargestellt. Während das genaue Spektrum jeder Flamme von den jeweils gerade vorhandenen Bedingungn wie beispielsweise der Brennstoff-Luftmischung abhängt, läßt sich aus der Figur entnehmen, daß für jede Flamme ein starker Strahlungsspitzenwert bei einer Wellenlänge von annähernd 3 100 8 vorhanden ist und daß die relative Intensität jeder Strahlung unterhalb einer Wellenlänge von 2 800 Ä mit der Wellenlänge stark abfällt.

Die beobachtete ultraviolette Strahlung wird in der Reaktionszone der Flamme erzeugt, ist das Ergebnis elektronischer Molekularübergänge und hat keinen thermischen Charakter. Aus

209841 /0653

- ³ - . 22U73 ι

diesem Grund kann die spektrale Intensität sehr viel größer als die der thermischen Strahlung eines schwarzen Körpers entsprechende spektrale Intensität sein, der mit der Flammentemperatur aufgeheizt ist. Die ultraviolette Strahlung ist der Neuordnung der elektronischen Molekularumlaufbahnen während der Reaktion zugeordnet. Sie leitet ihre Energie direkt von bestimmten chemischen Reaktionen ab und wird daher als chemielumineszent bezeichnet. Die bei den in Pig. I beschriebenen Flammen sich ergebende dominierende Strahlung liegt bei einer Wellenlänge von 3 060 S und 2 BlO S ergibt sich aus den angeregten Zuständen der OII-Moleküle. Das Flammenspektrum wird erheblich komplizierter, wenn weitere atoir.istische Gattungen wie Halogene oder Metalle an der Reaktion teilnehmen. Der Mechanismus zur Erzeugung molekularer Ultraviolettstrahlung bleibt dabei aber weitgehend gleich.

Ein entscheidendes Problem bei der Auswertung ultravioletter Strahlung zur Flammenüberwachung besteht darin, daß die Flamme nur einen relativ geringen Betrag ultravioletter Strahlung abgibt, wodurch seh?empfindliche Ultraviolettstrahlungsdetektoren für viele Anwendungsgebiete benötigt werden. Hinzu kommt, daß die Größe der von der Flamme im ultravioletten Strahlungsbereich des Spektrums abgegebenen Energie oft sehr viel geringer als die der von außen kommenden künstlichen Beleuchtung oder der Sonnenstrahlung entsprechende sichtbare und ultraviolette Strahlungsenergie ist. Es ist deshalb notwendig, daß der Ultraviolettstrahlungsdetektor empfindlich für ultraviolette Strahlung und unempfindlich für vorhandene, von außen kommende Strahlung ist. In vielen Fällen wird der Detektor in direktem Sonnenlicht verwendet und es müssen deshalb alle unterhalb von annähernd 2 850 ft liegenden Wellenlängen wirkungslos gemacht werden. Bei allen Anwendungsfällen ist es erwünscht, einen Detektor zu besitzen, dessen Empfindlichkeit skurve im Langwellenbereich einen starken Abfall hat und unmittelbar unterhalb der oberen Grenzwertwellenlänge eine hohe Empfindlichkeit besitzt, da die relative Strahlungsintensität von Flammen mit sinkender Wellenlänge sehr stark abnimmt.

209841 /0653

Zwei gebräuchlicherweise verwendete Ultraviolettstrahlunf.sdetektoren sind Fotovervielfacherröhren und gasgefüllte KaItkathodenröhren. Während die Fotovervielfacherröhren eine extrem hohe Empfindlichkeit besitzen, weisen sie die Nachteile hoher Herstellungskosten, der Notwendigkeit von Hochspannungszusatzeinrichtungen, leichter Zerbrechlichkeit und Zerstörung durch Schwingungen sowie des Mangels einer scharfen Empfindlichkeits- " begrenzung bei größeren Wellenlängen auf, was dazu führt, daß Fotovervielfacherröhren auch in erheblichem Maße gegenüber dem sichtbaren Teil des Strahlungsspektrums empfindlich sind.

Kaltkathodenröhren sind Gasentladungsröhren, welche bei Beaufschlagung mit ultravioletter Strahlung zünden. Derartige Röhren, welche gegenwärtig vielfach bei Feuerungssystemen verwendet werden, sind sehr empfindlich und haben bei richtiger Wahl des Kathodenmaterials nur bei einer unterhalb von 2 800 8 liegenden Strahlung eine bemerkenswerte Empfindlichkeit. Die Entladung wird durch einen fotoelektrischen Effekt an der Kathode der Röhre ausgelöst und die spektrale Empfindlichkeit steigt dementsprechend allmählich mit sinkender Wellenlänge an. Der Mangel eines starken Empfindlichkeitsabfalls bei grpßen Wellenlängen macht es notwendig, daß die Spitzenempfindlich-•keit der Röhre erheblich unterhalb der durch das von außen kommende Licht vorgegebenen Grenzwertwellenlänge liegt. Kalt kathodenröhren für ultraviolette Strahlung haben darüberhinaus noch den Nachteil leichter Zerbrechlichkeit und Zerstörung durch Vibration, der Notwendigkeit von Hochspannungszusatzgeräten und der Schwierigkeit wegen der Zerstörung der Kathode durch das Auftreffen von Ionen zuverlässig operierende Röhren zu erhalten, die außerhalb einer Wellenlänge von 3 000 8 ordnungsgemäß arbeiten.

Auf ultraviolette Strahlung ansprechende Festkörperdetektoren bieten theoretisch eine Reihe möglicher Vorteile, zu denen mechanische Unempfindlichkeit, die Möglichkeit des Einbaus in integrierte Schaltungen, geringe Größe und große Lebensdauer gehören. Trotz dieser möglichen Vorteile sind Festkörperdetektoren, die nur

209841/0663

gegenüber ultravioletter Strahlung empfindlich sind und auf extrem niedrige, gleichbleibende sowie auch sich ständig ändernde Strahlungsintensitäten ansprechen, bisher noch nicht erhältlich gewesen. Bei Gleichstrombetrieb (DC-mode) spricht der Detektor auf eine ununterbrochene Strahlung einer ständig strahlenden Strahlungsquelle an. Das Ausgangssignal des Detektors wird in der für Gleichstrom üblichen Weise verstärkt. Die Wirkung eines im Gleichstrombetrieb arbeitenden Detektors ist durch den Dunkelstrom begrenzt, mit anderen Worten durch den Strom, der durch den Detektor fließt, wenn keine Strahlung auf diesen fällt. Dieser Strom muß geringer sein als der bei auftreffender Strahlung sich ergebende Fotostrom. Es ist bekannt Pestkörperdetektoren herzustellen, die nur auf ultraviolette Strahlung ansprechen und welche einen hohen Widerstand haben (ungefähr 10¹ - 10 * Ohm) und dementsprechend einen sehr niedrigen Dunkelstrom aufweisen. Die bekannten Pestkörperdetektoren dieser Art besitzen aber eine nicht genügend große Empfindlichkeit um auf eine Strahlung besonders niedriger Intensität wie sie beispielsweise bei Gasüberwachungsflammen (gas pilot flames) gegeben sind einen Potostrom zu liefern, der genügend groß ist, um überwacht werden zu können, wenn der Detektor im Gleichstrombetrieb arbeitet.

Beim Wechselstrombetrieb (AC-mode) wird die auftreffende Strahlung periodisch unterbrochen und der resultierende periodische Signalstrom des Detektors wird in der für Wechselströme bekannten Weise verstärkt. Der Wechselstrombetrieb führt zu einer erhöhten Empfindlichkeit gegenüber äußerst niedrigen Strahlungsintensitäten. Der Wechselstrombetrieb hat allerdings die Nachteile erhöhter Kosten und eines erheblich komplizierteren Aufbaus des Überwachungssystems.

Die Herstellung eines geeigneten auf ultraviolette Strahlung ansprechenden Pestkörperdetektors wird weiterhin durch einige Gegebenheiten erschwert, die abgesehen von der niedrigen Empfindlichkeit charakteristisch sind für Materialien mit großem Enerßiesprung. Als erstes sind derartige Materialien

209841/06B3

mit hohem Energiesprung durch eine extrem* große Rekombinationsrate von Löchern und Elektronen charakterisiert, die in vielen Fällen irgendwelche auswertbaren Fotoleitfähigkeitseffekte ausschließt. Weiterhin sind die meisten Materialien mit großem Energiesprung nicht amphoter, was bedeutet, daß sie gewöhnlich nur in einem einzigen Leitfähigkeitstyp existieren, entweder dem N-Typ oder P-Typ. Es ist bei derartigen Materialien daher extrem schwierig, einen zur Strahlungsüberwachung geeig-· neten PN-Übergang zu schaffen.

Auf ultraviolette Strahlung ansprechende Festkörperdetektoren auf der Basis von Siliziumkarbid (SiC) können sowohl als N-als auch P-Typ hergestellt werden und somit werden SiC-Detektoren gewöhnlich als Fotodioden verwendet. Der Energiesprung bei SiC beträgt aber nur drei Elektronen-Volt und derartige Detektoren haben immer etwas Empfindlichkeit bei Wellenlängen bis etwa k 100 8. Aus diesen Gründen ist SiC ein für viele Anwendungsfälle ungeeignetes Detektormaterial, da es sowohl für sichtbare als auch ultraviolette Teile des Strahlungsspektrums empfindlich ist. Um daher die Empfindlichkeit der Detektoren auf ultraviolette Strahlung zu beschränken sind wirkungsvolle Filter notwendig, die Photonen mit hoher Strahlungsenergie hiridurchlassen und Photonen mit niedriger Strahlungsenergie absorbieren. Bei vielen Anwendungsgebieten ist auch der Betrag der von außen kommenden im sichtbaren Bereich des Spektrums liegenden Strahlung um mehrere Größenordnungen stärker als der Betrag der ultravioletten Strahlung, wodurch die Filter in sehr starkem Maße gegenüber sichtbarem Licht wirksam sein müssen. Es sind daher geeignete Filter zur Isolation der ultravioletten Strahlungsteile des Spektrums nur schwer herzustellen.

Ein anderes Festkörpermaterial zur Herstellung von Ultraviolettstrahlungsdetektoren ist Zinksulfid (ZnS), welches einen Energiesprung von 3.6 Elektronen-Volt aufweist, so daß die Grenzwertwellenlänge undotierten Materials bei 3 ΊΟΟ 8 liegt. Zinksulfid muß aber mit als Donatoren und Akzeptoren wirkenden Verunreinigungen aktiviert werden, um es fotosensitiv zu machen. Diese Verunreinigungen verschieben die Spitzenempfindlichkeit

209841/0653

des Detektors auf 3 700 ft, wodurch die Empfindlichkeit der Fotozelle sich bis zu ¹J 000 Ä erstreckt. Ebenso wie bei SiC ist ZnS für viele Anwendungsgebiete kein geeigneter Ultraviolett Strahlungsdetektor.

Kalium-Tantalat (KTaO,) hat einen großen Energiesprung (annähernd 3,5 Elektronen-Volt) und ist ein N-Typ-Halbleiter mit kubischer Struktur (cubic Perovskite structure). Die zur Familie mit Perovskite-Struktur gehörenden Materialien umfassen KTaO,, Lithium-Niobat (LiNbO,), Strontium-Titanat (SrTiO,) und mehrere andere Verbindungen, die die allgemeine Formel ABO, haben. Der Energiesprung dieser Materialien reicht von 2,8 bis 3,7 Elektronen-Volt. Die Fotoempfindlichkeit von KTaO₃ wurde von Wemple, Kahng und Braun untersucht; über diese Untersuchungen wurde im Journal of Applied Physics auf den Seiten 353 bis 359 im Januar 1967 berichtet.

Fig. 2 zeigt ein System zur Messung der Fotoempfindlichkeit von Metall-Halbleiterübergängen, die durch Gold-, Platin-, Palladium-, Indium-, Nickel- und Kupferpunkte gebildet sind, welche unter Vakuum auf eine frisch gespaltene (lOOl-Oberfläche von KTaO- aufgebracht sind. Ein Ohmscher Rückkontakt aus mit einem Schutzüberzug aus Gold überzogenem Chrom wurde auf einer anderen durch Spalten oder Ätzen gewonnenen Oberfläche aufgebracht. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, fällt die Strahlung auf die Rückfläche auf, die dem Metall-Halbleiterübergang gegenüberliegt.

Fig. 3 zeigt die relative Fotoempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Wellenlänge für einen Metall-Halbleiterübergang auf KTaO,, welcher von der Rückseite wie in Fig. 2 bestrahlt wird. Die Spitzenempfindlichkeit liegt bei einer Wellenlänge von 3 5OO 8 (Sngström). Dies erklärt sich aus der Tatsache, daß das auf den Detektor auffallende Licht erst durch die Masse des KTaO, dringen muß, bevor es den Metall-Halbleiterübergang erreicht, so daß nur der Teil des Lichtes, dessen Energie unterhalb des Energiesprungs liegt, zu dem Metall-Halbleiterübergang gelangt. Es wird angenommen, daß sich dieser Empfindlichkeits-

2098A1/0653

verlauf wegen der Elektronenerregung in dem Metall über der Grenzschicht ergibt. Da das Grenzschichtpotential kleiner als der Energiesprung von KTaO- ist, wird eine Fotoempfindlichkeit gegenüber Strahlung im sichtbaren Bereich des Spektrums möglich und der scharfe Abfall bei langen Wellenlängen tritt nicht mehr auf. Die Abhängigkeit nach Fig. 3 begründet, daß der Energiesprung von KTaO, einer Spitzenempfindlichkeit bei etwa 3 ^00 8 entspricht, da nur das Licht, dessen Energie unterhalb des Energiesprungs liegt, den übergang erreicht.

Aufgabe der Erfindung ist es einen fotoleitfähigen und einen fotostrahlungsabgebenden Ultraviolettstrahlungsdetektor zu schaffen, der in der Lage ist, extrem niedrige Strahlungsintensitäten sowohl im Gleichstrombetrieb als auch im Wechselst rombet rieb zu überwachen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein einen hohen Widerstand aufweisender und bei einer im wesentlichen konstanten zwischen ungefähr 1 285 und 1 3^0° C liegenden Temperatur gezogener Körper aus Kalium-Tantalst eine "wie gewachsene" Fläche aufweist, auf die ultraviolette Strahlung auffällt,und daß auf die "wie gewachsene" Fläche ein erster und ein zweiter Metall kontakt aufgebracht sind und eine erste und eine zweite Metall-Halbleiterverbindung schaffen, durch welche ein erstes und ein zweit·· Sperrpotential an den entsprechenden Verbindungen auftritt.

Die Spitzenempfindlichkeit für den erfindungsgemäßen Detektor liegt etwa bei einer Wellenlänge von 2 600 bis 2 800 Ä. Der Detektor besteht aus einem KTaO,-Körper mit hohem Widerstand . und weist eine "wie gewachsene" Oberfläche auf, auf der zwei Metallkontakte angebracht sind. Die Bezeichnung "wie gewachsene" Oberfläche soll besagen, daß die Oberfläche sich wie eine glatte Außenoberfläche eines Kristalls verhält, die in keiner Weise durch mechanisches oder chemisches Polieren modifiziert ist.

Im Falle eines Fotoleitfähigkeitsdetektors, der als mit einer

209841/0653

externen Vorspannung versehener Fotodetektor definiert ist, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der erste und der zweite Kontakt durch im wesentlichen gleiche Metall-Halbleiterübergänge an der Grenzfläche gebildet.

Der Fotospannungsdetektor, der ohne äußere Vorspannung arbeitet, hat nach einem erfindungsgemäßen Merkmal zwei unterschiedliche Grenzschichtübergänge und in seiner bevorzugten Ausführungsform bildet einer der Metallkontakte einen Ohmschen Kontakt mit der "wie gewachsenen " Oberfläche.

Wird die "wie gewachsene " Oberfläche entweder eines fotoleitenden oder eines Fotospannungsdetektors von der "Vorderseite" bestrahlt, so zeigt der Detektor eine unterwartete Spitzenemfpindlichkeit bei etwa 2 600 bis 2 800 8. Da der Energiesprung von KTaO., annähernd 3,5 Elektronen-Volt beträgt, liegt die erwartete Spitzenempfindlichkeit eines Detektors bei Bestrahlung an der Vorderseite bei etwa 3 400 8, was diesem Energiesprung entspricht.

Der erfindungsgemäße fotoleitende Detektor unterscheidet sich weiterhin von den bekannten Ausführungsformen durch den nicht vorherrschbaren Vorteil, daß der Fotoleitfähigkeitsgewinn, welcher durch das Verhältnis der Zahl der die Elektroden passierenden überschüssigen Ladungen zu der Zahl der innerhalb eines bestimmten Zeitraumes absorbierten Photonen definiert ist, größer als Eins wird. Nach der Theorie von Schottky für Grenzschichten ist der maximal mögliche Leitfähigkeitsgewinn gleich Eins.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele erläutert. Darin zeigt:

2098A 1 /0653

Pig. 1 die relative Strahlung in Abhängigkeit von der Wellenlänge für verschiedene Flammentypen,

Fig. 2 ein System zur Messung der Fotoempfindlichkeit eines Metall-Halbleiterüberganges auf KTaO,, bei Bestrahlung von der Rückseite,

Fig. 3 die relative Fotoempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Wellenlänge eines Metall-Halbleiter-Übergangs auf KTaO,, welches von der Rückseite bestrahlt ist,

Fig. h einen Potoleitfähigkeitsdetektor aus KTaO, für Ultraviolettstrahlung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 den Fotostrom eines KTaO,-Fotoleitfähigkeitsdetektors gemäß der Erfindung in Abhängigkeit von der Wellenlänge für unterschiedliche Vorspannungen,

Fig. 6 den Fotostrom in Abhängigkeit von der Wellenlänge eines Fotoleitfähigkeitsdetektors aue KTaO, unter Verwendung verschiedener Kontaktmetalle,

Fig. 7 in schematischer Darstellung die Energieniveaus von KTaO, und Metall wie beispielsweise Silber vor Kontaktgabe', bei Kontaktgabe und nachdem ein Gleichgewicht erreicht wurde,

Fig. 8 den Fotoleitfähigkeitsgewinn eines Fotoleitfähigkeit sdetektors aus KTaOj in Abhängigkeit von der Wellenlänge,

Fig. 9 einen Vergleich der relativen Fotoempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Wellenlänge eines Fotoleitfähigkeitsdetektors aus KTaO,, welcher von der Rückseite und von der Vorderseite bestrahlt wird,

Fig. 10 eine KTaO^-Meßeinrichtung zur Untersuchung des ■ Einflusses von KTaO,-Materials aus den Mechanismus der Fotoempfindlichkeit,

Fig. 11 den Fotostrom in Abhängigkeit von der Wellenlänge der Einrichtung nach Fig. 10,

Fig. 12 einen Vergleich des von dor Wellenlänge abhängigen Fotostroms einer fotoleitenden Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (mit

209841/0653

- ii -

"wie gewachsener" Oberfläche von KTaO,) mit dem Fotostrom eines Detektors mit durch Spalten gewonnener Oberfläche von KTaO,, eines Detektors mit "wie gewachsener" Oberfläche aus KTaO,, bei dem die Fläche zwischen den Kontakten erodiert ist sowie einer Einrichtung nach Fig. 10,

Fig. 13 in schematischer Darstellung ein Energiediagramm eines erfindungsgemäßen Fotoleitfähigkeitsdetektors ohne äußere Vorspannung,

Fig. lh in schematischer Darstellung ein Energiediagramm einee erfindungsgemäßen Fotoleitfähigkeitsdetektors mit externer Vorspannung,

Fig. 15 in schematischer Darstellung ein Energiediagramm eines erfindungsgemäßen Fotospannungsdetektors aus KTaO, und

Fig. 16 die relative Fotoempfindlichkeit eines erfindungsgemäßen Fotospannungsdetektors aus KTaO, in Abhängigkeit von der Wellenlänge.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen von Fotoleitfähigkeit sdetektoren aus KTaO, beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Fotoleitfähigkeitsdetektor für ultraviolette Strahlung, in dem ein Paar Metallkontakte 10 und 11 an der "wie gewachsenen" Oberfläche 12..-eines Körpers 13 mit hohem Widerstand aus KTaO, angebracht sind, wodurch sich zwei Metall-Halbleiterübergänge des Grenzflächentyps an der Zwischenschicht zwischen Kontakt und Körper ergeben. Eine Batterie lh spannt den Detektor vor und ein Strommesser 15 mißt den über den Detektor fließenden Strom. Die Strahlung 16 fällt auf die "wie gewachsene" Oberfläche 12.

Die MetalIkontakte 10 und 11 sind aus gleichem Metall und haben dementsprechend gleiches Sperrpotential an den entsprechenden Metall-Halbleiterübergängen. Um Sperrpotenr-

209841/0653

tiale zu bilden, muß die Austrittsarbeit des Metalls von der des KTaO, verschieden sein. Kupfer, QoId, Gallium, Silber, ν Indium, Chrom, Platin, Magnesium und Aluminium sind ,Beispiele für Metalle, welche bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, um Kontakte zu bilden. Die Kontakte können durch Aufdampfen oder durch Auftragen über Seidenschirrae (silk screen painting) von Metall auf die flwie gewachsene" Fläche des KTaO, hergestellt sein. Die Kontakte können dicht nebeneinander liegende Punkte oder in besonderen geometrischen Mustern wie beispielsweise in dem in Fig. 4a gezeigten kammförmigem Muster auf die Fläche aufgebracht sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kontakte aufgedampfte oder aufgemalte Silberpunkte.

Wie weiter oben bereits erläutert, muß ein bei Gleichstrombetrieb arbeitender Festkörperdetektor einen Fotostrom aufweisen, welcher größer als der Dunkelstrom dieses Detektors ist. Aus diesem Grunde ist der Körper des erfindungsgemäßen Detektors aus einem undot—ierten oder einen hohen Widerstand aufweisenden KTaO,-Körper gebildet, um einen möglichst kleinen Dunkelstrom zu haben. Hochresistives für den erfindungsgemäßen Festkörperdetektor geeignetes KTaO, wird bei im wesentlichen konstanter zwischen ungefähr 1 285⁰C und 1 3^0⁰C liegender Temperatur gezogen, die durch ein unkorrigiertes optisches Pyrometer gemessen wird. Bei einer Temperatur von 1 285⁰C oder einer in der Nähe dieser ,Temperatur liegender Temperatur gezogenes KTaOj zeigt einen größeren Dunkelstrom. Bei oder in der Nähe von 1 3¹K)⁰C gezogenes KTaO, zeigt einen niedrigen Dunkelstrom, hat aber auch einen erheblich verminderten Fotogleichstrom. Versuche haben ergeben, daß KTaO,-Kristalle, welche bei zwischen Temperaturen von ungefähr 1 300⁰C und 132O°C gezogen sind, sowohl eine ausgezeichnete Fotoempfindlichkeit als auch einen niedrigen Dunkelstrom aufweisen, wodurch derartige Kristalle bevorzugt als _v Material für den erfindungsgemäßen Detektor verwendet werden.

Fig. 5 zeigt den Fotostrom des Detektors nach Fig. M in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei Gleichstromvorspannungen von

209841/0653

10, 50, 200 und 600 Volt, die Metallkontakte 10 und 11 sind in Vakuum aufgebrachte Galliumkontakte. Es wird angenommen, daß der starke Anstieg bei etwa 3 ¹JOO 8 aus dem Beginn der Intrinsikerregung über dem Energiesprung resultiert und damit ein Maß für den Energiesprung ist. Während.· die Photonenenergie auf oberhalb des Energiesprungs liegende Werte ansteigt, wächst der Potostrom weiter an. Würde der Fotostrom nur aus der Erzeugung von Elektronen-Löcherpaaren* in dem KTaO,-Körper resultieren, würde der Potostrom nicht in einem solchen Ausmaß anwachsen, wenn die Photonenenergie 3>5 Elektronen-Volt überschreitet, was gleich dem Energiesprung von KTaO, ist. Stattdessen erscheint die größte Empfindlichkeit bei annähernd 2 700 8, einer Wellenlänge, die einer Photonenenerg.ie entspricht, welche beträchtlich größer als der Energiesprung von KTaO, ist.

Fig. 6 zeigt den Potostrom in Abhängigkeit von der Wellenlänge für einen mit Kontakten aus Kupfer, Gold, Silber, Magnesium und Aluminium versehenen KTaO,-Detektor. Alle Detektoren zeigen eine Spitzenempfindlichkeit zwischen etwa 2 600 und 2 800

Zusätzlich zu der unerwarteten Wellenlänge mit größter Empfindlichkeit wurde für Fotoleitfähigkeitsdetektoren aus KTaO, entsprechend dem in Fig. ¹J abgebildeten Detektor _:..gefunden, daß der Potoleitfähigkeitsgewinn größer als Eins ist, wobei Eins nach der Theorie von Schottky für Grenzflächenanordnungen theoretisch den Maximalwert für den Potoleitfähigkeitsgewinn ist. Der Wert für den genannten Gewinn beträgt manchmal sogar 10Λ Um die Bedeutung dieses Ergebnisses deutlich zu machen, muß der Fotoeffekt bei Einrichtungen, die mit Grenzflächen arbeiten (surface barrier devices), mehr ins einzelne gehend besprochen werden.

Werden ein Metall und ein Halbleiter, deren Austrittsarbeiten einander gleich sind in Kontakt gebracht, so gibt es keine Ladungsverschiebung und das Leitungsband in dem Halbleiter bleibt zu der Metall-Halbleiter-Berühruncsflache hin eben. Wird an eine derartige Verbindung ein elektrisches Feld ange-

2 0 9 8 41/0653 ,kspeoted

legt, so fließt entsprechend dem Ohm'schen Gesetz ein Strom J =<*-E solange dieses Feld niedrig genug ist, so daß die Stromanforderung kleiner ist als die Rate, mit der Elektronen von dem Metall zum Halbleiter hin aufgrund thermischer (thermionic) Emission in Marsch gesetzt' werden (excited). Daher verhält sich bei genügend niedrigem elektrischen Feld ein derartiger Kontakt entsprechend dem Ohm*sehen Gesetz und im gesamten Halbleiter herrscht eine neutrale Raumladung. Derartige Kontakte werden als Ohm'sche Kontakte bezeichnet.

Wenn nun auf der anderen Seite die Austrittsarbeit des Metalls größer ist als die eines N-Typ-Halbleiters, so fließen Elektronen von dem Halbleiter zu dem Metall und führen zu einer Entleerung oder Erschöpfung der Majoritätsträger in dem Halbleiter in der Nähe des Kontaktes. Hierdurch wird ein "Sperrkontakt" oder Oberflächensperrpotential an der Verbindungsstelle geschaffen, und der durch den Halbleiter fließende Strom wird durch die Verbindungsstelle gesteuert. Außer für sehr niedrige Spannungen folgt der Strom nicht dem Ohm'schen Gesetz. Fig. zeigt die Bildung einer Grenzflächenverbindung.

In Fig. 7a sind ein Halbleiter des N-Typs aus KTaO, und ein Metall wie beispielsweise Silber vor der Kontaktgabe darge stellt. In dem Moment, in dem das Silber in Kontakt mit dem KTaO, kommt (s. Fig. 7), fließen Elektronen vom KTaO, in das Metall, so daß die Fermienergie (E_f) auf jeder Seite der Verbindung gleich wird. Sobald ein Gleichgewichtszustand erreicht wird (s. Fig. 7c) ist ein Sperrpotentiäl an der Grenzschicht gebildet, welches den weiteren Fluß von Elektronen von dem KTaO, in das Metall verhindert.

Die Fotoempfindlichkeit der Grenzschichteinrichtung kommt hauptsächlich aus zwei Quellen. Das eine Mal ergibt sie sich, wenn ein Photon vom Metall in der Nähe der Metall-Halbleitergrenzschicht absorbiert wird und ein Elektron anrect, die Grenzfläche zu überwinden. Eine derartige Art von Empfindlichkeit kann sich für Photonenenergien ergeben, die unterhalb des Energiesprungs des Halbleiters liegen und es wird höchstens

209841/0653 owwnal inspected

• - 15 -

ein Träger pro einfallendes Photon fotoerregt. Daher ist der maximale Fotoleitfähigkeitsgewinn, welcher auf diese Weise möglich ist. Eins. Der zweite Potoempfindlichkeitstyp tritt dann ein, wenn ein Photon von einem starken Feld in einer entleerten Schicht in einer entgegengesetzt vorgespannten Verbindung aufgenommen wird und ein Elektronen-Lochpaar erzeugt. Das Loch wird durch das Feld über die Verbindung in den Kontakt gebracht, wo das Elektron freigelassen wird und in den äußeren Kreis fließen kann. Das Grenzschichtpotential an der in entgegengesetzter Richtung vorgespannten Verbindung blockiert den Elektronenfluß und es kann deshalb nur ein fotoerregter Träger pro Photon in dem Kreis fließen. Der maximale Fotoleitfähigkeitsgewinn ist deshalb auf Eins begrenzt.

In Fig. 8 ist der Fotoleitfähigkeitsgewinn eines typischen KTaOi-Detektors gemäß der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit von der Wellenlänge dargestellt. Für Wellenlängen die einer unterhalb dem Energiesprung liegenden Photonenenergie entsprechen, liegt der Gewinn unterhalb Eins. Bei 3 ^JJ00 8 , was dem Energiesprung von KTaO- entspricht, ist der Gewinn annähernd Eins, wie es sich aus der Schottky'sehen Theorie der Fotoempfindlichkeit an Grenzschichteinrichtungen ergibt. Der Gewinn wächst aber nun mit sinkender Wellenlänge und steigt zu einem Wert von annähernd 10³ an. Das zeigt, daß zusätzlich zu den primären- Fotoeffekten nach der Schottky'.sehen Theorie ein sekundärer Fotoeffekt wirksam wird, der nicht auf den maximalen Fotoleitfähigkeitsgewinn von Eins beschränkt ist.

Fig. 9 zeigt einen Vergleich der relativen Fotoempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Wellenlänge für den gleichen KTaO₃-Detektor mit auflackierten Silberkontakten (silver paint contact), der erst von der Rückseite und dann von der Vorderseite angestrahlt wird. Abgesehen von den unterschiedlichen Wellenlänge für die Spitzenempfindlichkeit sollte man beachten, daß der Mechanismus, welcher den hohen Leitfähigkeitsgewinn bewirkt, zwar auftritt, wenn der Detektor von der Vorderseite bestrahlt wird, nicht aber wenn man die Rückseite des Detektors bestrahlt. Daher ist die Gesamtempfindlichkeit des von der Vor-

209841/0653

derseite bestrahlten Detektors erheblich größer als die des von der RUckseite bestrahlten Detektors.

Um zu untersuchen, welche Rolle der Körper des KTaO, bei dem Potoleitfähigkeitsmechanismus spielt, wurde ein dünner (annähernd 100 8) Silberkontakt 20 auf eine "wie gewachsene" Oberfläche 21 eines lmm starken KTaO.-Kristalls 22 aufgedampft (s. Pig. 10). Die entgegengesetzte Fläche 23 wurde geläppt, poliert und mit einem dicken Überzug 2k aus Silberfarbe kontaktiert. Eine Batterie 25 spannt den Detektor vor und ein Amperemeter 26 mißt den durch den Detektor fließenden Strom, Der dünne Silberkontakt 20 ist nahezu transparent für die auf die "wie;gewachsene" Fläche fallende Strahlung 27.

Fig. 11 zeigt den Fotostrom des Detektors nach Fig. 10 in Abhängigkeit von der Wellenlänge. Die Empfindlichkeit ist sehr viel geringer als die Empfindlichkeit eines Detektors, bei dem beide Kontakte auf der "wie gewachsenen" Oberfläche angebracht sind und hat einen Maximalwert bei einer Energie, die geringfügig unterhalb des Energiesprungs liegt. Da die durch den transparenten Kontakt gebildete Metall-Halbleiterverbindung die gleiche wie bei den beiden Kontakten auf der "wie gewachsenen" Oberfläche sind, liegt der Unterschied in der Empfindlichkeit in der Änderung des Körpers und den Oberflächenbedingungen des KTaO,.

Der Unterschied zwischen der "wie gewachsenen" Oberfläche und dem inneren Material des KTaO,-Kristalls wurde durch Auflackieren zweier Silberkontakte nebeneinander auf eine innere Fläche des KTaO,-Kristalls erhalten, die sich durch Spalten des Kristalls ergab. Fig. 12 zeigt, daß die Spitzenempf4ndlichkeit des Detektors mit durch Spalten erzielter Oberfläche deutlich niedriger als bei einem Detektor ist, der eine "wie gewachsene" Oberfläche aufweist. Zum Vergleich ist in Fig. der Fotostrom in Abhängigkeit von der Wellenlänge für einen Detektor miteingezeichnet, der die Körpereigenschaften des KTaO₅ gemäß Fiß. 4 aufweist.

2098A1/0653

Um die Tiefe der Schicht zu bestimmen, die eine unerwartet große Fotoempfindlichkeit bewirkt, wurde ein Detektor auf einer "wie gewachsenen" Oberfläche von KTaO₅ mit Silberkontakten von ungefähr iJmm Abstand hergestellt. Der Fotostrom dieses Detektors war bei Bestrahlung mit breitbandigem ultraviolettem Licht·und einer Vorspannung von 100 Volt anfänglich 1 x .10"

Ampere.Unter Verwendung eines Aluminium-Oxydsandes Nr. als Schleifmittel wurde ein 2mm breiter Bereich der "wie gewachsenen'Oberfläche zwischen den Kontakten auf eine Tiefe von .0,025 mm abgeschliffen. Der sich nach dieser Erosion ergebende

— 7
Fotostrom war auf 3 x 10 ' Ampere abgesunken·. Die Tiefe der Erosion wurde allmählich gesteigert und der Fotostrom nach jedem weiteren Abschliff gemessen. Die nachfolgende Tabelle I zeigt die Resultate dieser Messungen.

Tabelle I

Tiefe der Erosion (mm)

0,025 0,050

0,175 0,375

Fotostrom bei 100 V Vorspannung

(Ampere)

1 χ 10
3 x 10
1 χ 10
1 χ 10
9 x 10

-4 -7 -7 -7 -8

Die Messung des Fotostroms für verschiedene Tiefen der Abschleifung zeigt, daß der Fotostrom stark durch die Gegenwart einer "wie gewachsenen" Oberflächenschicht beeinflußt wird, die von dem inneren Material verschieden ist. Wegen der großen Änderung des Fotostromes nach der anfänglichen Erosion und der relativ kleinen Änderung des Fotostroms bei weiterem Abschliff, scheint die Tiefe der wirksamen Schicht weniger als 0,025 mm betragen. Der Fotostrom des Detektors in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei einer Erosionstiefe von 0,0175 mm wurde in Abhängigkeit von der Wellenlänge Gemessen und in Fig.12 wird die sich daraus ergebende Empfindlichkeit mit der Empfindlichkeit von Detektoren mit gespaltener und "wie gewachsener" Oberfläche verglichen. Es muß festgehalten werden , daß die

209 8 4 1/06 63

O?H9iNAL INSPECTED

22Ü7311

Fotoempfindlichkeit von Potodetektoren mit· gespaltener und mit erodierter Oberfläche gleich ist. Die Detektoren sind in beiden Fällen im wesentlichen zwei Metall-Halbleiterverbindungen, die über Körpermaterial verbunden sind. Der.durch Spalten gebildete Detektor unterscheidet sich von dem abgeschliffenen Detektor darin, daß die Metall-Halbleiterverbindungen auf einer inneren Fläche gebildet sind anstatt auf einer "wie gewachsenen" Oberfläche. Die Übereinstimmung in der Empfindlichkeit zeigt an, daft entweder der Fotostrom durch den Widerstand der inneren Fläche begrenzt ist oder, daß die auf der "wie gewachsenen" und auf der inneren Oberfläche gebildeten Metall-Halbleiterverbindungen die gleichen sind.

Obwohl der ungewöhnliche Fotoleitermechanismus bei "wie gewachsenen" Oberflächen noch nicht völlig bekannt ist, soll nachfolgend ein mögliches Modell eines derartigen Mechanismus erläutert werden, wie es bei KTaO,-Detektoren auftreten könnte. Die Metall-Halbleiterverbindung wirkt als modifizierte Grehzflächenverbindung, die durch das Auftreten von Löcherfallen nahe der Verbindung modifiziert ist. Diese Löcherfallen werden ausgefüllt, wenn ultraviolettes Licht vom Detektor aufgenommen wird, wodurch sich ein anziehendes Potential in der Mähe der Verbindung ergibt, welches das Sperrpotential vermindert und einen Anstieg des Stromflusses bewirkt. Diese Verminderung des Sperrpotentials ist eine notwendige Bedingung dafür, daß der Fotoleitfähigkeitsgewinn den Wert Eins überschreitet. Die "wie gewachsene" Oberfläche erlaubt vor allem eine Verminderung des Sperrpotentials, da sie die Bildung der Fallen (trapping states) ermöglicht. Zusätzlich .. scheint die "wie gewachsene" Oberfläche eine höhere Leitfähigkeit als das Körpermaterial zu haben, so daß ein größerer Fotostrom fließen kann.

Für viele Anwendungsgebiete und vor allen Dingen für Flammenfühler ist es sehr erwünscht, daß ein auf ultraviolette Strahlung ansprechender Festkörperdetektor ausfalloicher arbeitet. Eine derartige Arbeitsweise schließt ein, daß der Detektor gänzlich selbst vorgespannt ist, was mit anderen V/orten heißt, daß er ein Fotospannungsdetektor seir. muß. Die

209841/0653

in Bezug auf Fig. U oben besprochenen KTaO,-Detektoren haben zwei Kontakte aus dem gleichen Metall, welche auf die "wie gewachsene" Oberfläche aufgebracht sind. Fig. 13 zeigt in schema-.tischer Darstellung ein Energiediagramm eines KTaO,-Fotoleitfähigkeitsdetektors, an den keine äußere Vorspannung angeschlossen ist. Die vollausgezeichneten Linien stellen die Energieniveaus für die Fermienergie (E^.), das Valenzband (V.B.) und das Leitungsband (CB.) dar, wenn keine Strahlung vorhanden ist. Die gestrichelten Linien stellen die entsprechenden Energieniveaus (durch die Bezugszeichen E™', V.B.' und C.B.' verdeutlicht) bei mit ultraviolettem Licht bestrahltem Detektor dar. Wenn sich die Verbindungen vollkommen im Gleichgewicht verbinden, ist die Ladungstrennung an jeder Verbindung die gleiche. Während sich die Ladung an jeder Verbindung aufbaut, versucht sie die Verbindung vorzuspannen, und vermindert damit das Sperrpotential. Dies ist schematisch durch eine Aufwärtsbewegung des Leitungsbandes und des Valenzbandes dargestellt. Das Fermienergieniveau muß einen konstanten Energieunterschied vom Leitungsband aufweisen und steigt somit auch an. Das Ausmaß mit dem das Fermienergieniveau unter dem Einfluß ultravioletter Strahlung sich verschiebt, steht in direktem Bezug zu der Größe, zu der von dem Detektor erwarteten Fotospannung. Besteht dabei nun keine Vorspannung zwischen den beiden identischen Verbindungen, so wird das Potential an jeder Verbindung um den gleichen Betrag vermindert und der Gesamteffekt ergibt eine Mullspannung. Dieser Effekt ist gleich geartet mit dem .Zustand, bei dem zwei Spannungsquellen gleicher Spannung einander entgegengesetzt gerichtet sind.

Wenn eine Vorspannung einem Fotoleitfähigkeitsdetektor zugeführt wird, so ergibt sich ein in Fig. l'l schematisch dargestelltes Energiediagramm. Die in Vorwärtsrichtung vorgespannte Verbindung stellt verglichen mit der rückwärts vorgespannten Verbindung für den Elektronenstrom ein vernachlässigbares Sperrpotential dar. Der Leckstrom, der in Vorwärtsrichtung vorgespannten Verbindung schwemmt joden an der in Vorwärtsrichtung vorgespannten Verbindung erzeugten Fotostrom weg.

2 0 9 8 4 1/0653

Photonen, welche nahe der in Rückwärtsrichtung vorgespannten Verbindung absorbiert werden, erzeugen demgegenüber, aber Löcher" Elektronenpaare, welche meßbar sind, da der Leckstrom über die* in Rückwärtsrichtung vorgespannte Verbindung sehr klein ist. Wird ein Löcher-Elektronenpaar erzeugt, so wird das Loch in den Metallkontakt geschwemmt, wodurch das Elektron freigelassen wird und in den äußeren Stromkreis fließen kann. Daß die in Rückwärtsrichtung vorgespannte Verbindung während des Fotoleitfähigkeitsprozesses die einzige aktive Verbindung ist, läßt sich durch Abtasten des Gebietes zwischen den Kontakten mit einem schmalen Lichtstrahl nachweisen. Die bei einer derartigen Abtastung gewonnenen Fotoempfindlichkeitsdaten zeigen, daß der überwiegende Anteil des Ansprechvermögens auf Licht (photo response) durch das direkt an die entgegengesetzt vorgespannte Verbindung angrenzende Gebiet des Detektors bedingt ist.

Im Hinblick auf die Wirkungsweise des Fotoleitfähigkeitsdetektors aus KTaO,läßt sich sagen, daß um einen Fotospannungsdetektor zu erhalten, das erste und das zweite Grenzflächenpotential eine voneinander abweichende Höhe haben muß. Ebenso wie beim Fotoleitfähigkeitsdetektor wird der Fotospannungsdetektor durch Aufbringen zweier Kontakte auf einer "wie gewachsenen" Oberfläche des KTaO, gewonnen. Die Kontakte sind nun aber aus unterschiedlichem Material gebildet, so daß der erste Kontakt eine erste "Metall-Halbleiterverbindung mit einem großen Grenzflächenpotential bildet, während der zweite Kontakt aus einem zweiten Metall eine zweite Metall-Halbleiterverbindung schafft, die ein kleines Grenzflächenpotential aufweist. Der zweite Kontakt muß einen niedrigen Widerstand haben, um nicht den Kurzschlußstrom und die Ansprechzeit des Detektors zu be-, grenzen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Kontakt ein durch Lackieren oder Aufdampfen aufgebrachter Silberpunkt, während der zweite Kontakt mit Hilfe von Ultraschall gelötet ist und aus einer indiumhaltigen Legierung besteht. Bei einer derartigen Ausführungsform ist das zweite Grenzflächenpotential in wesentlichen Null.

209841/0653

Pig. 15 zeigt in schematischer Darstellung ein Energiediagramrrt für einen Potospannungsdetektor aus KTaO, auf den keine externe Vorspannung einwirkt. Ebenso wie in Fig. 13 stellen die vollausgezeichneten Linien Energieniveaus des Detectors dar, wenn dieser keine Strahlung empfängt und die gestrichelten Linien Energieniveaus des Detektors dar, wenn auf diesen ultraviolette Strahlung auftrifft. Wird der Detektor mit ultraviolettem Licht bestrahlt, so bewirkt die Ladungstrennung an der Qrenzflächenverbindung eine Änderung des Ferminiveaus, welches gleich der Spannung des offenen Kreises ist. Wäre ein Draht zwischen den beiden Kontakten gespannt, so würde eine Ladung über den Draht fließen, um das Fermi-

niveau in seinen ursprünglichen Zustand zurückzubringen. Dieser Strom ist der Kurzschlußstrom des Detektors.

Fig. 16 zeigt die relative Fotoempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Wellenlänge eines Potospannungsdetektors, bei dem ein auflackierter Silberkontakt (silver paint contact) und ein mittelB Ultraschall aufgelöteter Kontakt auf die "wie gewachsene" Oberfläche des KTaO, aufgebracht sind, wobei der gelötete Kontakt aus einer Legierung von 96,5 % Indium, 3 % Antimon und 0,5 % Gallium besteht. Die Strahlung fällt direkt auf die "wie gewachsene" Fläche des Detektors, dem keine äußere Spannung zugeführt wird. Ebenso wie beim Fotoleitfähigkeitsdetektor weist der Fotospannungsdetektor eine Spitzenempfindlichkeit zwischen 2 600 und 2 800 S auf.

Patentansprüche:

2098A 1 /0853

Claims

Patentansprüche:

^rl») Auf ultraviolette Strahlung ansprechender Pestkörperdetektor, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen hohen Widerstand aufweisender und bei einer im wesentlichen konstanten zwischen ungefähr 1 285⁰C und 1 3^0⁰C liegenden Temperatur gezogener Körper (13) aus Kalium-Tantalat(KTaO,) eine "wie gewachsene" Fläche (12) aufweist, auf die ultraviolette Strahlung (16) auffällt und daß auf die "wie gewachsene" Fläche (12) ein erster und ein zweiter Metallkontakt (10, 11) aufgebracht sind und eine erste und zweite Metall-Halbleiterverbindung schaffen, durch welche ein erstes und ein zweites Sperrpotential an den entsprechenden Verbindungen auftritt.
2. Detektor nach Anspruch 1,dadurch gekenn zeichnet, daß der Körper (13) bei einer im wesentlichen konstanten zwischen etwa 1 300⁰C un dl 32O⁰C liegenden Temperatur gezogen ist.
3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekenn zeichnet, daß der erste und der zweite Metallkontakt (10, 11) aus dem gleichen Metall gebildet sind.
l». Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Metallkontakt (10, 11) aus Kupfer, Gold, Gallium, Silber, Indium, Chrom, Platin, Magnesium oder Aluminium gebildet sind.
5. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis !»,dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Metallkontakt (10, 11) auflackierte Silberpunkte sind.
6. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Metallkontakt (10, 11) aufgedampfte Silberpunkte sind.

209841/0653
7. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Metallkontakt (10, 11) ein kammförmiges Muster auf der "wie gewachsenen" Fläche (12) bilden.
8. Detektor nach Anspruch 1,-dadurchgekennzeichnet, daß das erste Sperrpc-tential größer als das zweite Sperrpotential ist.
9. Detektor nach Anspruch 1 oder ß,dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Metallkontakt ein Ohrascher Kontakt ist.
10. Detektor nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kontakt ein mittels Ultraschall gelöteter Kontakt aus einer Indium enthaltenden Legierung ist.
11. Detektor nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Indium enthaltende Legierung eine Legierung von 96,5 % Indium, 3 % Antimon und 0,5 % Gallium ist.
12. Detektor nach Anspruch 1, ß oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Metallkontakt eine auflackierte Silberschicht ist.
13. Detektor nach Anspruch 1, ß oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Metallkontakt eine aufgedampfte Silberschicht ist.

209841/0653