DE957488C - Mikrophon mit Griessfuellung - Google Patents

Description

• Mikrophon mit Grießfüllung Die Erfindung betrifft ein Mikrophon mit Grießfüllung und bezweckt, die Leistung des Mikrophons gegenüber den bekannten Mikrophonen mit Kohlegrieß zu verbessern. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Mikrophoneffekt des Grießes nicht allein auf dem Kontakt-Stromrnengenef'fekt des durch die schwingende Membran sich ändernden Kontaktdruckes der miteinander in Berührung stehenden Grießkörner beruht, sondern daß mich Oberflächeneffekte am Grieß eine erhebliche Rolle spielen. Es ist daher möglich, die mikrophonischen Eigenschaften von Kohlegrieß durch eine Nachbehandlung zu verbessern, bei der fremde Atome in die Oberflächenschicht der Kohle eingebaut-werden und die Leitfähigkeit des Kohlegrießes sich verändert. Der nachbehandelte Kohlegrieß besitzt Eigenschaften, die für Halbleiter charakteristisch sind, und zeigt daher Sperrschichteffekte.
• Kohlegrieß hat jedoch den Nachteil, daß er sich wegen, seiner starken Adsorptionsfähigkeit durch Aufnahme von Wasserdampf oder Gasen, wie z. B. Sauerstoff, verändert, so daß das Mikrophon trotz Einbau einer Schutzmembran sich im Betrieb hinsichtlich seiner mikrophonischen Leistung verschlechtert. Durch die Erfindung soll dieser Nachteil vermieden und ein Mikrophon geschaffen werden, das sich durch lange Lebensdauer auszeichnet und trotz eines niedrigen Mikrophonspeisestromes eine hohe Wechselstromleistung ergibt, so daß das Mikrophon besonders für Schwerhörigengeräte oder Fernsprechapparate geeignet ist, die an die Amtsbatterie über eine langeLeitung angeschlossen sind.
• Nach der Erfindung besteht die Grießfüllung aus einer intermetallischen Verbindung von Elementen der III. Gruppe oder des der II. Gruppe angehörenden Kadmiums mit Elementen der V. Nebengruppe des Periodischen Systems. Derartige Verbindungen, die beispielsweise mit AIU-Bv-Verbindungen bezeichnet werden, sind Halbleiter hoher Elektronenbeweglichkeit und hoher Leitfähigkeit. Die Leitfähigkeit kann jedoch durch das Einbringen von Spurenverunreinigungen in weiten Grenzen beeinflußt werden. Werden solche Verunreinigungen auf die Oberflächenschicht gebracht und bilden dort eine dünne Randschicht mit frei beweglichen Elektronen, welche mechanisch durch einen Berührungsdruck gesteuert werden, so kann damit ein Mikrophoneffekt erzielt werden.
• Der z. B. aus A",-B-v-Verbindungen gewonnene Grieß wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung einer Nachbehandlung unterzogen, um die Konzentration der Störstellen in der Oberflächenschicht zu verändern und damit die gewünschten Halbleiter- bzw. Mikrophoneigenschaften zu verbessern.
• Die gewünschte Störstellenkonzentration in der Oberflächenschicht läßt sich in verschiedener Weise erreichen, indem das Grießpulver in einer .Säure oder einem Säuregemisch geätzt wird. Bei dieser Ätzung kann gleichzeitig oder anschließend ein elektrolytisches Polieren der Oberfläche der Grießkörner vorgenommen werden. Hierbei werden die aus der Oberfläche herausragenden Spitzen anodisch abgetragen. Ein für die Ätzung des Grießes geeignetes Säuregemisch ist beispielsweise die Mischung von 2o % Flußsäure, 2o % Salpetersäure und einer organischen Säure, wie Essigsäure. Durch das Ätzen mit dem Säuregemisch werden nicht nur die Spitzen aus der Oberfläche mechanisch abgetragen, sondern es tritt auch ein Konzentrationsgradient von Störstellen von der Oberflächenschicht nach dem Innern des Grießkornes ein.
• Diese Konzentrationsänderung von Störstellen kann jedoch auch durch eine Diffusionsbehandlung des Grießes erreicht werden, indem der Grieß einer Wärmebehandlung in inerte@r Gasatmosphäre, wie z. B. Wasserstoff, Stickstoff oder Edelgasen, in Gegenwart von Metall- bzw. Halbmetallhalogeniden unterzogen wird. Als Halbmetallhalogenide kommen hierbei in erster Linie die Halogenide des Selens, Bors und Siliziums in Frage. Es ist selbstverständlich auch denkbar, die Diffusionsbehandlung des aus einer intermetallischen Verbindung bestehenden Grießes in der Weise vorzunehmen, daß das Grießpulver mit den gepulverten Metallen oder Halbmetallen gemischt und einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Die anzulagernden Metalle oder Halbmetalle können hierbei in fester oder flüssiger Phase vorliegen. Die bei der Diffusionsbehandlung des Grießes einzuhaltenden Temperaturen müssen natürlich so gewählt sein, daß kein Zerfall der intermetallischen Verbindung eintritt. Bei der Diffusionsbehandlung soll ja nur erreicht werden, daß die Konzentration der durch Fremdatome erzeugten Störstellen verändert wird.
• Als besonders geeignet für Mikrophongrieß haben sich die intermetallischerr Verbindungen des Antimons mit Iridium (IndSb), Aluminium (Al Sb) und Kadmium (Sb Cd) erwiesen. Diese intermetal lischen Verbindungen zeigen eine sehr hohe Elektronenbeweglichkeit, die bis zu 25ooo cm2/Vsec gemessen wurde. Einen besonders guten Mikrophoneffekt zeigt das Indiumantimonid (Ind Sb).

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mikrophon mit Grießfüllung, dadurch gekennzeichnet, daß der Grieß aus einem Stoff besteht, der eine intermetallische Verbindung von Elementen der, III. Gruppe oder des der II. Gruppe angehörenden Kadmiums mit Elementen der V. Nebengruppe des Periodischen Systems ist und Halbleitereigenschaften besitzt.
2. 2. Mikrophon nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einer intermetaliischen Verbindung (A",-BV-Verbindung) gewonnene Grieß einer Nachbehandlung durch Ätzen mit einer Säure oder einem Säuregemisch unterzogen ist, bei der eine Änderung des Störstellengradienten in der. Oberflächenschicht der Grießkörner eintritt.
3. 3, Mikrophon nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einer intermetallischen Verbindung (A",-BV-Verbindung) gewonnene Grieß einer Diffusionsbehandlung mit Metall- oder Halbmetallhalogeniden unterzogen ist, bei der eine Störs.tellenkonzentration in der Oberflächenschicht des Grießes eintritt.