DE4306497A1 - Thermoelectric detector used to detect radiation - comprises active surface made of thin layer of crystalline solid body - Google Patents
Thermoelectric detector used to detect radiation - comprises active surface made of thin layer of crystalline solid bodyInfo
- Publication number
- DE4306497A1 DE4306497A1 DE4306497A DE4306497A DE4306497A1 DE 4306497 A1 DE4306497 A1 DE 4306497A1 DE 4306497 A DE4306497 A DE 4306497A DE 4306497 A DE4306497 A DE 4306497A DE 4306497 A1 DE4306497 A1 DE 4306497A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- thermoelectric
- detector
- anisotropic
- crystalline solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical group 0.000 claims abstract 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 229910002480 Cu-O Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910021521 yttrium barium copper oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 229910015901 Bi-Sr-Ca-Cu-O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009203 Y-Ba-Cu-O Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/12—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
- G01K7/021—Particular circuit arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/85—Thermoelectric active materials
- H10N10/851—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions
- H10N10/855—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising compounds containing boron, carbon, oxygen or nitrogen
- H10N10/8552—Thermoelectric active materials comprising inorganic compositions comprising compounds containing boron, carbon, oxygen or nitrogen the compounds being superconducting
Abstract
Description
Thermoelemente werden schon seit längerer Zeit als Strahlungsdetektoren insbe sondere im infraroten Spektralbereich verwendet. Die Zusammenschaltung meh rerer Thermoelemente zu einer Thermosäule führt zu einer Erhöhung der Emp findlichkeit (1). Durch Miniaturisierung der Thermoelemente durch Verwendung von Dünnschichttechnologien und Lithographiemethoden können Thermosäulen mit Packungsdichten im Bereich von einigen 100 Elementen/cm erreicht werden (2). Eine wesentliche Erhöhung der Packungsdichte und damit eine Steigerung der Empfind lichkeit führt an technologische Grenzen.Thermocouples have long been used as radiation detectors, particularly in the infrared spectral range. The interconnection of several thermocouples to a thermopile leads to an increase in sensitivity ( 1 ). By miniaturizing the thermocouples using thin-film technologies and lithography methods, thermopiles with packing densities in the range of a few 100 elements / cm can be achieved ( 2 ). A significant increase in packing density and thus an increase in sensitivity leads to technological limits.
Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Thermosäule statt durch Miniaturisierungstechni ken und eine Vielzahl von Herstellungsschritten durch Verwendung eines Materials aufzubauen, bei dem sich die richtige Abfolge und Zusammenschaltung einzelner Thermoelemente von selbst durch natürliches Kristallwachstum ergibt. Hinweise auf derartige in "natürlicher Weise" zustande kommende Thermosäulen wurden bei Un tersuchungen von dünnen Schichten des Hochtemperatursupraleiters YBa2Cu3O7- δ gefunden (3). Durch die im folgenden beschriebene Erfindung ist es möglich, eine sehr große Zahl von "Thermoelementen atomarer Dicke" pro Längeneinheit in Se rie zu schalten und dadurch um mehrere Größenordnungen erhöhte Empfindlichkeit zu erhalten. Der erfindungsgemäße thermoelektrische Detektor wird im folgenden beschrieben.The invention specified in claim 1 is based on the problem of building a thermopile instead of miniaturization techniques and a large number of manufacturing steps by using a material in which the correct sequence and interconnection of individual thermocouples results automatically from natural crystal growth. Evidence of such "natural" thermopiles was found in studies of thin layers of the high-temperature superconductor YBa 2 Cu 3 O 7- δ ( 3 ). Through the invention described below, it is possible to switch a very large number of “thermocouples of atomic thickness” per unit length in series and thereby to obtain sensitivity which is increased by several orders of magnitude. The thermoelectric detector according to the invention is described below.
Die Materialien, aus denen die zur Zeit intensiv untersuchten Hochtemperatursupra leiter (HTSL) bestehen (wie z. B. Materialien aus der Y-Ba-Cu-O, Tl-Ba-Ca-Cu-O oder Bi-Sr-Ca-Cu-O-Familie) sind aufgrund ihres schichtartigen Aufbaus aus Cu- O Ebenen und Zwischenschichten durch hohe Anisotropie, z. B. ihrer elektrischen Eigenschaften, gekennzeichnet. Aufgrund der Anisotropie der Thermokraft (4) ist es naheliegend, den metallischen Cu-O Ebenen und den schlechter leitenden Zwischen schichten verschiedene absolute Thermokräfte zuzuordnen (3). Im Fig. 1 ist ein vereinfachter Querschnitt durch ein dünne Schicht eines HTSL dargestellt, die auf spezielle Weise hergestellt wurde, so daß die aufeinanderfolgenden Atomlagen die Cu-O Ebenen (schwarz) und die Zwischenschichten (weiß) - einen Winkel α mit der Substratoberfläche bilden. Mit n ist die Normale auf die Schichtoberfläche und mit c die auf den Cu-O - und Zwischenschichten senkrecht stehende kristallogra phische c-Achse bezeichnet. Wird nun diese Anordnung von oben erwärmt - etwa durch Bestrahlung mit Licht - so bildet sich in der HTSL-Schicht ein Temperatur gradient aus und die Anordnung kann als Thermosäule aufgefaßt werden, aufgebaut aus Thermoelementen aus Cu-O Ebenen und Zwischenschichten. Die Signalspan nung, die von dieser Atomlagenthermosäule erzeugt wird, ist proportional zur Zahl der Thermoelemente N = (l/c) sin α, wobei l dem Durchmesser des bestrahlten Bereiches (Fig. 2) entspricht, c ist der Wert der Gitterkonstanten in Richtung der c-Achse. Außerdem ist die Signalspannung proportional zur Temperaturdifferenz δT an einem Thermoelement, δT = (c/d) ΔT cos α, wobei d die Schichtdicke und ΔT die Temperaturdifferenz zwischen Schichtoberfläche und Schicht-Substrat-Grenze ist. Damit ergibt sich eine maximale Signalspannung bei αopt = 45°.The materials from which the high-temperature superconductors (HTSL) currently being investigated are made (such as materials made from Y-Ba-Cu-O, Tl-Ba-Ca-Cu-O or Bi-Sr-Ca-Cu -O family) are due to their layer-like structure of Cu-O levels and intermediate layers due to high anisotropy, e.g. B. their electrical properties. Due to the anisotropy of the thermal force ( 4 ) it is obvious to assign different absolute thermal forces to the metallic Cu-O levels and the poorly conductive intermediate layers (3). In Fig. 1 a simplified cross section through a thin layer of a HTSL is shown, which was produced in a special way so that the successive atomic layers, the Cu-O planes (black) and the intermediate layers (white) - form an angle α with the substrate surface . With n is the normal to the layer surface and with c is the crystallographic c-axis perpendicular to the Cu-O and intermediate layers. If this arrangement is heated from above - for example by irradiation with light - a temperature gradient forms in the HTSL layer and the arrangement can be understood as a thermopile, made up of thermocouples made of Cu-O layers and intermediate layers. The signal voltage generated by this atomic layer thermal column is proportional to the number of thermocouples N = (l / c) sin α, where l corresponds to the diameter of the irradiated area ( Fig. 2), c is the value of the lattice constant in the direction of c-axis. In addition, the signal voltage is proportional to the temperature difference δT at a thermocouple, δT = (c / d) ΔT cos α, where d is the layer thickness and ΔT is the temperature difference between the layer surface and the layer-substrate boundary. This results in a maximum signal voltage at α opt = 45 °.
Zur Erzielung großer Signalspannungen ist also entscheidendIt is therefore crucial to achieve large signal voltages
- a) die Herstellung von Schichten mit über die ganze Schicht einheitlichem Winkel αa) the production of layers with uniform over the entire layer Angle α
- b) die Annäherung an αopt = 45°.b) the approximation to α opt = 45 °.
Die Anforderungen a), b) werden erfüllt durch epitaktisches Aufwachsen der HTSL- Dünnschichten auf entsprechend geschnittenen Substraten, wie in Fig. 1 gezeigt: Bei Verwendung eines geeigneten Substratkristalls mit dem unter dem Winkel α schräg zur kristallographischen (100)-Ebene des Substrats verlaufenden Oberfläche setzt sich die "Schrägstellung" der Substratebenen ins aufwachsende Schichtmaterial fort.The requirements a), b) are met by epitaxially growing the HTSL thin layers on appropriately cut substrates, as shown in FIG. 1: When using a suitable substrate crystal with the one that is inclined at an angle α to the crystallographic (100) plane of the substrate Surface continues the "inclination" of the substrate levels into the growing layer material.
Insgesamt gesehen besteht also die Erfindung darin, ein Material mit anisotroper Thermokraft, d. h. mit einem Seebecktensor der GestaltSeen overall, the invention is a material with anisotropic Thermal force, d. H. with a shape of a sea basin tensor
wobei für mindestens ein Paar Si, Sj gilt: Si ≠ Sj, so zu präparieren, daß ein Tempe raturgradient - erzeugt z. B. durch Bestrahlung - im thermoelektrischen Material möglichst entlang der Winkelhalbierenden zwischen den Hauptachsenrichtungen mit Si und Sj (den Hauptanisotropierichtungen) verläuft. Daraus ergibt sich wiederum ein optimaler Winkel αopt = 45°.whereby for at least one pair S i , S j applies: S i ≠ S j , to be prepared in such a way that a temperature gradient - produces z. B. by irradiation - in the thermoelectric material as far as possible along the bisector between the main axis directions with S i and S j (the main anisotropy directions). This in turn results in an optimal angle α opt = 45 °.
Da die Signalspannungen auch proportional zu ΔT sind, ist für die Detektion von Strahlungspulsen die Ausführung als Dünnschicht-Thermosäule vorteilhaft. Ein ma ximaler Temperaturgradient wird erreicht, wenn die Pulsdauer in etwa der Wände diffusionszeit durch die thermoelektrische Dünnschicht entspricht. Auf diese Weise kann eine Optimierung der Detektoreigenschaften bezüglich Empfindlichkeit und Detektorzeitkonstante erzielt werden.Since the signal voltages are also proportional to ΔT, for the detection of Radiation pulses advantageous as a thin-film thermopile. A ma ximal temperature gradient is achieved when the pulse duration is approximately in the walls diffusion time through the thermoelectric thin film corresponds. In this way can optimize the detector properties with regard to sensitivity and Detector time constant can be achieved.
Ein derartiger thermoelektrischer Detektor wurde durch epitaktisches Schichtwachs tum auf geeigneten Substraten zur Erzielung eines günstigen Winkels α mit dem thermoelektrisch anisotropen Material Y Ba2Cu3O7- δ realisiert entsprechend dem weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel.Such a thermoelectric detector was realized by epitaxial layer growth on suitable substrates to achieve a favorable angle α with the thermoelectrically anisotropic material Y Ba 2 Cu 3 O 7- δ in accordance with the exemplary embodiment described below.
Der erfindungsgemäße Detektor kann andere Zimmertemperaturdetektoren für elek tromagnetische Strahlung ersetzen. Besonders naheliegend sind Anwendungen zur Leistungsmessung von Laseren und allgemein der Ersatz von pyroelektrischen De tektoren durch den thermoelektrischen Detektor. Der thermoelektrische Detektor ist kostengünstig herzustellen, benötigt keine eigene Stromversorgung und kann i. a. ohne zusätzlichen Verstärker direkt an einen Oszillographen angeschlossen werden. The detector according to the invention can use other room temperature detectors for elec replace tromagnetic radiation. Applications for Power measurement of lasers and generally the replacement of pyroelectric De tectors by the thermoelectric detector. The thermoelectric detector is inexpensive to manufacture, does not require its own power supply and can i. a. can be connected directly to an oscillograph without an additional amplifier.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile - zunächst gegenüber anderen thermo elektrischen Detektoren - liegen zum einen in der hohen Empfindlichkeit: Für ein konventionelles Thermoelement erhält man thermoelektrische Spannungen in der Größenordnung 10 . . . 100 µV/K(1,5) und entsprechend erhöhte Werte bei einer An ordnung als Thermosäule. Aufgrund der Erfindung werden Werte von 100 mV . . . 1 V/K erreicht. Die Herstellung bleibt - im Vergleich zu künstlichen Heterostruk turen - relativ einfach. Da der thermoelektrische Detektor aus einer dünnen, auf einem thermisch gut leitenden Substrat orientiert aufgewachsenden Schicht besteht, kann die Wärme sehr schnell abgeführt werden (6). Mit dünnen Schichten wurde eine Detektorzeitkonstante von 1 ns erreicht.The advantages achievable with the invention - initially compared to other thermo electrical detectors - on the one hand lie in the high sensitivity: for one conventional thermocouple produces thermoelectric voltages in the Magnitude 10. . . 100 µV / K (1.5) and correspondingly increased values for an on order as a thermopile. Due to the invention, values of 100 mV. . . 1 V / K reached. The production remains - compared to artificial heterostruk doors - relatively easy. Since the thermoelectric detector consists of a thin, on a thermally well conductive substrate oriented growing layer, the heat can be dissipated very quickly (6). With thin layers reached a detector time constant of 1 ns.
Aufgrund der thermoelektrischen Wirkungsweise bewirkt jeder Vorgang, der zur Erwärmung des thermoelektrischen Materials, genauer zur Ausbildung eines Tem peraturgradienten im Material führt, ein elektrisches Detektorsignal. Der Detektor kann daher in einem sehr großen elektromagnetischen Spektralbereich (ultravio lett bis mm-Wellen) eingesetzt werden. Die Detektordaten (Empfindlichkeit R ∼ 10-3 V/W für Strahlung UV bis fernes Infrarot, Detektorzeitkonstante ∼10-9 s, Äquivalente Rauschleistung NEP ∼10-6 W/Hz1/2, Detektivität D* ∼ 106 cm Hz1/2/W im Vergleich mit anderen Zimmertemperaturdetektoren wie z. B. pyroelektrischen Detektoren (7), Golay-Zellen (8) oder Photon-Drag- Detektoren (9) zeigen, daß der erfindungsgemäße thermoelektrische Detektor konkurrenzfähige Ei genschaften besitzt.Due to the thermoelectric mode of action, any process that leads to the heating of the thermoelectric material, more precisely to the formation of a temperature gradient in the material, causes an electrical detector signal. The detector can therefore be used in a very large electromagnetic spectral range (ultraviolet to mm waves). The detector data (sensitivity R ∼ 10 -3 V / W for radiation UV to far infrared, detector time constant ∼10 -9 s, equivalent noise power NEP ∼10 -6 W / Hz 1/2 , detectivity D * ∼ 10 6 cm Hz 1 / 2 / W in comparison with other room temperature detectors such as pyroelectric detectors ( 7 ), Golay cells ( 8 ) or photon drag detectors ( 9 ) show that the thermoelectric detector according to the invention has competitive properties.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben:An embodiment of the invention is described in more detail below:
Auf einem SrTiO3-Substrat (10·10·1 mm3) dessen (100)-Ebenen um einen Win kel α < 0 gegen die Oberfläche geneigt sind, wird durch Laserablation bei 680°C und 300 mTorr O2-Atmosphäre eine dünne Schicht des Hochtemperatursupraleiters YBa2Cu3O7- δ (YBCO) aufgebracht. Die YBCO-(100)-Ebenen wachsen dabei par allel zu den SrTiO3-(100)-Ebenen auf (Fig. 1). Die kristallographische c-Achse der YBCO-Schicht bildet also einen Winkel α mit der Oberflächennormalen.On a SrTiO 3 substrate (10 · 10 · 1 mm 3 ) whose (100) planes are inclined to the surface by a angle α <0, a thin layer is created by laser ablation at 680 ° C and 300 mTorr O 2 atmosphere Layer of the high temperature superconductor YBa 2 Cu 3 O 7- δ (YBCO) applied. The YBCO (100) planes grow parallel to the SrTiO 3 - (100) planes ( FIG. 1). The crystallographic c-axis of the YBCO layer therefore forms an angle α with the surface normal.
Zum Aufnehmen des durch Erwärmung der Oberfläche erzeugten Spannungssignals U werden auf der YBCO-Schicht zwei elektrische Kontakte angebracht. Maximale Spannung erhält man wenn die Verbindungslinie der Kontakte mit der Kipprichtung der YBCO-c-Achse zusammenfällt (Fig. 2).To pick up the voltage signal U generated by heating the surface, two electrical contacts are attached to the YBCO layer. Maximum voltage is obtained when the connection line of the contacts coincides with the tilt direction of the YBCO-c axis ( Fig. 2).
Das Spannungssignal wird mit einem Oszillographen aufgenommen. Fig. 3 zeigt als Beispiel ein Spannungssignal eines thermoelektrischen Detektors mit α = 10° und Dicke d = 40 nm auf Bestrahlung mit einem CO2-Laserpuls (λ ∼10 µm).The voltage signal is recorded with an oscillograph. Fig. 3 shows an example of a voltage signal of a thermoelectric detector with α = 10 ° and thickness d = 40 nm upon irradiation with a CO 2 laser pulse (λ ∼10 microns).
Um den Einfluß des Kippwinkels α nachzuweisen, wurde eine Serie von thermo elektrischen Detektoren gleicher Dicke mit α = 1°, 5°, 10°, 15° und 20° hergestellt.In order to demonstrate the influence of the tilt angle α, a series of thermo electrical detectors of the same thickness with α = 1 °, 5 °, 10 °, 15 ° and 20 °.
Fig. 4 zeigt, daß für nicht zu große Winkel α die Signalspannung proportional mit dem Kippwinkel steigt. Fig. 4 shows that for angles α which are not too large, the signal voltage increases proportionally with the tilt angle.
[1] R. A. Smith, F. E. Jones, and R. P. Chasmav, The detection and measurement
of infra-red radiation, Oxford, Clarendon Press 1968, sec. edition.
[2] R. Sietmann, Phys. Bl. 49, 42 (1993).
[3] H. Lengfellner, G. Kremb, A. Schnellbögl, J. Betz, K. F. Renk, and W. Prettl,
Appl. Phys. Lett. 60, 501 (1992).
[4] M. F. Crommie, A. Zettl, T. W. Barbee III, and Marvin L. Cohen, Phys. Rev.
B37, 9734 (1988).
J. L. Cohn, S. A. Wolf, V. Selvamanickam, and K. Salama, Phys. Rev. Lett. 66,
1098 (1991).
[5] F. J. Blatt, P. A. Schroeder, C. L. Foiles, D. Greig: Thermoelectric power of
metals, Plenum press, New York 1976.
A. F. Ioffe: Physics of semiconductors, Academic press, New York 1960.
[6] S. Zeuner, H. Lengfellner, J. Betz, K. F. Renk, and W. Prettl, Appl. Phys. Lett.
61, 973 (1992).
[7] z. B. Model P 3-00 pyroelectric detector, Molectron Corp., Sunnyvale, California:
R = 1.5 · 10⁻⁴ V/W bei τDet∼10 ns, NEP = 3 · 10⁻⁵ W/Hz1/2.
[8] z. B. Golay-Zelle, Modell IR 50, Oriel GmbH, Darmstadt:
NEP = 10⁻¹⁰ W/Hz1/2 bei 1 Hz Bandbreite (empfindlicher, aber langsamer
Detektor).
[9] z. B. Photon-Drag detector, model 7425+5402, Monolight, R = 5 · 10⁻⁵ W/W,
τDet = 1.8 ns, NEP = 1.3 · 10⁻³ W/Hz1/2 [1] RA Smith, FE Jones, and RP Chasmav, The detection and measurement of infra-red radiation, Oxford, Clarendon Press 1968, sec. Edition.
[2] R. Sietmann, Phys. Bl. 49, 42 (1993).
[3] H. Lengfellner, G. Kremb, A. Schnellbögl, J. Betz, KF Renk, and W. Prettl, Appl. Phys. Lett. 60: 501 (1992).
[4] MF Crommie, A. Zettl, TW Barbee III, and Marvin L. Cohen, Phys. Rev. B37, 9734 (1988).
JL Cohn, SA Wolf, V. Selvamanickam, and K. Salama, Phys. Rev. Lett. 66: 1098 (1991).
[5] FJ Blatt, PA Schroeder, CL Foiles, D. Greig: Thermoelectric power of metals, Plenum press, New York 1976.
AF Ioffe: Physics of semiconductors, Academic press, New York 1960.
[6] S. Zeuner, H. Lengfellner, J. Betz, KF Renk, and W. Prettl, Appl. Phys. Lett. 61, 973 (1992).
[7] e.g. B. Model P 3-00 pyroelectric detector, Molectron Corp., Sunnyvale, California:
R = 1.5 · 10⁻⁴ V / W at τ Det ∼10 ns, NEP = 3 · 10⁻⁵ W / Hz 1/2 .
[8] e.g. B. Golay cell, model IR 50, Oriel GmbH, Darmstadt:
NEP = 10⁻¹⁰ W / Hz 1/2 at 1 Hz bandwidth (sensitive but slow detector).
[9] e.g. B. Photon-Drag detector, model 7425 + 5402, Monolight, R = 5 · 10⁻⁵ W / W, τ Det = 1.8 ns, NEP = 1.3 · 10⁻³ W / Hz 1/2
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4306497A DE4306497C2 (en) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Thermoelectric detector for the detection of continuous and pulsed radiation and method of manufacture |
DE4426931A DE4426931C1 (en) | 1993-03-03 | 1994-07-29 | Thermoelectric detector for investigating laser beam profiles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4306497A DE4306497C2 (en) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Thermoelectric detector for the detection of continuous and pulsed radiation and method of manufacture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4306497A1 true DE4306497A1 (en) | 1993-07-29 |
DE4306497C2 DE4306497C2 (en) | 1995-01-05 |
Family
ID=6481750
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4306497A Expired - Lifetime DE4306497C2 (en) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Thermoelectric detector for the detection of continuous and pulsed radiation and method of manufacture |
DE4426931A Expired - Fee Related DE4426931C1 (en) | 1993-03-03 | 1994-07-29 | Thermoelectric detector for investigating laser beam profiles |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4426931A Expired - Fee Related DE4426931C1 (en) | 1993-03-03 | 1994-07-29 | Thermoelectric detector for investigating laser beam profiles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE4306497C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4434904A1 (en) * | 1994-09-29 | 1996-06-05 | Max Planck Gesellschaft | Highly sensitive thermo-electric radiation detector |
EP0790491A2 (en) * | 1996-02-14 | 1997-08-20 | Fortech HTS GmbH | Thermoelectric sensor |
WO1999008329A1 (en) * | 1997-08-08 | 1999-02-18 | Deltatheta Limited | Thermoelectric compositions |
US6281497B1 (en) * | 1998-07-17 | 2001-08-28 | Seiko Instruments Inc. | Radioactive ray detecting device |
WO2010084059A3 (en) * | 2009-01-20 | 2011-01-06 | Ihp Gmbh - Innovations For High Performance Microelectronics / Leibniz-Institut Für Innovative Mikroelektronik | Thermoelectric semiconductor component |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19703932B4 (en) * | 1996-02-14 | 2013-06-27 | Fortech Hts Gmbh | Thermoelectric sensor |
DE19804487C2 (en) * | 1998-02-05 | 1999-11-25 | Hans Lengfellner | Thermoelectric detector for the detection of continuous and pulsed radiation and method of manufacture |
DE10339952A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-04-07 | Infineon Technologies Ag | Infra red contactless temperature sensor for laser power control has micropeltier elements in integrated construction between insulating substrates |
DE102008042888A1 (en) | 2008-10-16 | 2010-04-22 | Robert Bosch Gmbh | Internal combustion engine comprises combustion chamber and heat flow sensor which is arranged in direct contact with gas contained in combustion chamber, where controller is provided for controlling internal combustion engine |
US9012848B2 (en) | 2012-10-02 | 2015-04-21 | Coherent, Inc. | Laser power and energy sensor utilizing anisotropic thermoelectric material |
US9059346B2 (en) | 2012-10-02 | 2015-06-16 | Coherent, Inc. | Laser power and energy sensor utilizing anisotropic thermoelectric material |
DE102017131224A1 (en) * | 2017-12-22 | 2019-06-27 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Method and device for detecting a focal position of a laser beam |
-
1993
- 1993-03-03 DE DE4306497A patent/DE4306497C2/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-07-29 DE DE4426931A patent/DE4426931C1/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (9)
Title |
---|
BLATT, F.J., SCHROEDER, P.A., FOILES, C.L., GREIG, D.: Thermoelectric power of metals, Plenum press, New York 1976 * |
BUDAI, J.D., CHISHOLM, M.F., FEENSTRA, R., LOWNDES, D.H., NORTON, D.P., BOATNER, L.A., and CHRISTEN, D.K.: Appl.Phys.Lett. 58, 2174 (1991) * |
COHN, J.L., WOLF, S.A., SELVAMANICKAM, V., and SALAMA, K.: Phys.Rev.Lett. 66, 1098 (1991) * |
CROMMIE, M.F., ZETTL, A., BARBEE III, T.W., COHEN, Marvin L.: Phys.Rev. B 37, 9734 (1988) * |
IOFFE, A.F.: Physics of semiconductors, Academic press, New York 1960 * |
SIETMANN, R.: Phys. Bl. 49, 42 (1993) * |
SMITH, R.A., JONES, F.E., CHASMAV, R.P.: The detection and measurement of infra-red radiation, Oxford, Clarendon Press 1968, sec. edition. * |
US-Z.: Appl. Phys. Letters, Bd. 60, 1992, Nr. 4, S. 501-503 * |
ZEUNER, S., LENGFELLNER, H., BETZ, J., RENK, K.F.,and PRETTL, W.: Appl.Phys.Lett. 61, 973 (1992) * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4434904A1 (en) * | 1994-09-29 | 1996-06-05 | Max Planck Gesellschaft | Highly sensitive thermo-electric radiation detector |
US5793092A (en) * | 1994-09-29 | 1998-08-11 | Max-Planck-Gesselschaft | Thermoelectric radiation detectors based on perovskite doped films and superlattices |
EP0790491A2 (en) * | 1996-02-14 | 1997-08-20 | Fortech HTS GmbH | Thermoelectric sensor |
EP0790491A3 (en) * | 1996-02-14 | 1997-11-26 | Fortech HTS GmbH | Thermoelectric sensor |
US5823682A (en) * | 1996-02-14 | 1998-10-20 | Fortech Hts Gmbh | Thermoelectric sensor |
WO1999008329A1 (en) * | 1997-08-08 | 1999-02-18 | Deltatheta Limited | Thermoelectric compositions |
US6459031B1 (en) * | 1997-08-08 | 2002-10-01 | Spire Holdings Limited | Thermoelectric compositions |
US6281497B1 (en) * | 1998-07-17 | 2001-08-28 | Seiko Instruments Inc. | Radioactive ray detecting device |
WO2010084059A3 (en) * | 2009-01-20 | 2011-01-06 | Ihp Gmbh - Innovations For High Performance Microelectronics / Leibniz-Institut Für Innovative Mikroelektronik | Thermoelectric semiconductor component |
US8809667B2 (en) | 2009-01-20 | 2014-08-19 | IHP GmbH—Innovations for High Performance Microelectronics | Thermoelectric semiconductor component |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4306497C2 (en) | 1995-01-05 |
DE4426931C1 (en) | 1995-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4306497A1 (en) | Thermoelectric detector used to detect radiation - comprises active surface made of thin layer of crystalline solid body | |
US5793092A (en) | Thermoelectric radiation detectors based on perovskite doped films and superlattices | |
Ferrari et al. | Low magnetic flux noise observed in laser-deposited in situ films of YB2Cu3O y and implications for high-T c SQUIDs | |
Holzapfel et al. | Grain boundary networks in Y123 coated conductors: formation, properties and simulation | |
Schneider et al. | Ultrafast carrier relaxation dynamics in single-layer cuprates | |
Niu et al. | Growth of the infinite layer phase of Sr1− x Nd x CuO2 by laser ablation | |
US5682042A (en) | Nonbolometric superconductive photoresponsive | |
Kula et al. | Laser patterning of YBa/sub 2/Cu/sub 3/O/sub x/thin films protected by in-situ grown SrTiO/sub 3/cap layer | |
Schneider et al. | Infrared detection by Tl− Ba− Ca− Cu− O superconducting films | |
DE102016004001B4 (en) | Device for the detection of electrons, ions and / or photons | |
Dagan et al. | [110] tunneling under applied magnetic fields into Y1Ba2Cu3O7− δ: Possible evidence for a field-induced idxy gap component | |
Jones et al. | Flux creep in the Josephson mixed state of granular‐oriented YBa2Cu3O7− x thin thin films | |
DE19804487A1 (en) | Thermoelectrical detector for detecting continuous, pulsed radiation, e.g. laser radiation | |
US5856205A (en) | Josephson junction device of oxide superconductor having low noise level at liquid nitrogen temperature | |
Shadrin et al. | Spread of critical currents in thin-film YBa/sub 2/Cu/sub 3/O/sub 7-x/bicrystal junctions and faceting of grain boundary | |
Agostinelli et al. | A cubic phase in the Y-Ba-Cu-O system and heteroepitaxial orthorhombic/cubic thin film structures | |
Tarutani et al. | Superconducting tunneling junctions of V3Si‐SiOx‐Mo3Re2 | |
Bhattacharya et al. | Mechanisms of optical response in superconducting YBa2Cu3O7− δ thin films and grain‐boundary weak links | |
WO1986000756A1 (en) | Infrared optoelectronic component | |
Hafid et al. | Angular dependence of the critical current density and the temperature scaling of the flux pinning force in YBCO thin film | |
Sun et al. | Josephson tunneling in high-Tc superconductors | |
Kyarad | Thermoelectric and photovoltaic effects in metal-semiconductor multilayers; Thermoelektrische und Photovoltaische Effekte in Metall-Halbleiter Multilagenstrukturen | |
Tönies et al. | Critical currents in uranium doped Tl-1223 superconductors | |
Koinuma et al. | Atomically regulated layer-by-layer growth of SrTiO3 on a-axis oriented YBa2Cu3O7− δ thin films | |
Stepankin et al. | Quasi-particle and Josephson tunnelling characteristics of the single-grain boundary in BaPb1-xBixO3 bicrystals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAV | Publication of unexamined application with consent of applicant | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 4426931 Format of ref document f/p: P |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
8370 | Indication related to discontinuation of the patent is to be deleted | ||
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |