DE963538C

DE963538C - Verfahren zum Herstellen von Selengleichrichtern

Info

Publication number: DE963538C
Application number: DEL15075A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Siegfried Poganski
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1953-03-30
Filing date: 1953-03-30
Publication date: 1957-05-09

Description

Verfahren zum Herstellen von Selengleichrichtern Es war bislang bekannt, Selengleichrichter im Verlaufe ihres Herstellungsvorganges vor dem Aufbringen der Gegenelektrode der Einwirkung von reduzierenden Mitteln auszusetzen. Zum andern war es auch bekannt, Gegenelektroden zu verwenden, die einen mehr oder minder großen Prozentsatz an Thallium enthielten. Allen diesen Verfahren mußte jedoch ein durchschlagender Erfolg versagt bleiben, weil entweder in Flußrichtung oder in Sperrichtung eine Minderung der Gleichrichtereigenschaften auftrat.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zum Herstellen von Selengleichrichtern, deren Selen als Störstellen Halogene enthält und das sich von den bisher bekannten dadurch unterscheidet, daß nach der teilweise erfolgten Überführung des Selens in die für Gleichrichterzwecke geeignete Form, d. h. einer Formierung dicht unter dem Schmelzpunkt des Selens, die freie Oberfläche des Selens der Einwirkung einer halogenlösenden, organischen Flüssigkeit ausgesetzt, sodann mit einer thalliumhaltigen Gegenelektrode überdeckt wird, und daß der Gleichrichter nach dem Aufbringen der Gegenelektrode der weiteren thermischen Behandlung unterzogen wird, um das Selen endgültig in die für Gleichrichterzwecke geeignete Form zu überführen.
Die Kombination dieser beiden Verfahren führt zu dem überraschenden Ergebnis, daß dabei Gleichrichter entstehen, die eine erhebliche Erhöhung der Sperrspannung aufweisen, ohne daß eine Verschlechterung des Gleichrichters in Flußrichtung in Kauf genommen werden muß. Es wird vermutet, daß dem folgender Vorgang zugrunde liegt: Bekanntlich bildet sich bei einer thermischen Behandlung des Gleichrichters nach dem Aufbringen der Gegenelektrode, spätestens aber beim Betrieb des Gleichrichters durch die erzeugte Verlustwärme, zwischen der Gegenelektrode und dem Selen eine Selenidschicht aus, die in beträchtlichem Umfange in das ursprüngliche Selen hineinragt. Bei der Verwendung von thalliumfreien Gegenelektroden führt nun das Behandeln der freien Selenoberfläche mit einer reduzierenden Flüssigkeit dazu, daß die die Störstellen bildenden Halogenatome zumindest aus den oberen Teilen der Selenschicht herausgelöst werden und daß die Beim Reagieren mit der Gegenelektrode entstehenden Selenide keinerlei Störstellenmaterial enthalten, das den überschußleitenden Charakter der Selenide bestimmt. Verwendet man andererseits thalliumhaltige Gegenelektroden, ohne die Selenoberfläche vorher einer reduzierenden Behandlung auszusetzen, so diffundieren beim Bilden der Selenidschicht Thalliumatome in diese hinein und werden ihrem ursprünglichen Zweck, Störstellen für das Selenid zu bilden, dadurch entzogen, daß sie die in dem Selenid noch vorhandenen Halogenatome neutralisieren. Die Wirkungsweise des Thalliums beruht also sowohl auf der Störstellenbildung im Selenid als auch auf der Neutralisierung der Akzeptoren, die im Selen enthalten waren. So mußten also bei der Herstellung eines Gleichrichters nach einem der bekannten Verfahren, Selenidschichten entstehen, deren überschußleitender Charakter durch den Mangel an freien Donatoren (Thalliumatome) sehr wenig ausgeprägt war. Die Kombination beider Verfahren ergibt nun, daß durch die Einwirkung der organischen Flüssigkeit die Halogenatome im Selen auf andere Weise als durch Neutralisation durch Thallium unwirksam gemacht werden und andererseits die in der Gegenelektrode enthaltenen Thalliumatome für die Bildung von Störstellen im Selenid freistehen. Auch der Ausweg, dieses etwa durch reichlichere Dosierung des Thalliums im Material der Gegenelektrode zu erreichen und auf die Einwirkung der organischen Substanz zu verzichten, muß fehlleiten, da der notwendige Überschuß an Thalliumatomen zu einer Alterung des Gleichrichters führen würde.
Als organische Flüssigkeit zur Behandlung der Selenoberfläche hat sich Methylalkohol, Äthylalkohol oder Chloroform als besonders vorteilhaft erwiesen.
Die Einwirkung der organischen Flüssigkeit auf die Selenoberfläche dauert mit Vorteil 1/2 bis 3 Stunden, vorzugsweise I bis 2 Stunden. Dabei kann die Einwirkung der organischen Flüssigkeit bei Zimmertemperatur vorgenommen werden. Erhöht man die Temperatur während der Einwirkung bis zu etwa 50° C, so kann deren Dauer entsprechend herabgesetzt werden, so daß beispielsweise bei 5o° C die Dauer der Einwirkung vorzugsweise 1/4 Stunde beträgt.
Es hat sich besonders bewährt, der Gegenelektrode mehr als Io-3% Thallium zuzusetzen. Außerdem erzielt man mit Gegenelektroden aus Cadmium oder einem cadmiumhaltigen Material besonders gute Ergebnisse.
Als Störstellenmaterial für das Selen hat sich besonders Brom bewährt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Herstellen von Selengleichrichtern, deren Selen als Störstellen Halogene enthält, dadurch gekennzeichnet, daß nach der teilweise erfolgten Überführung des Selens in die für Gleichrichterzwecke geeignete Form die freie Oberfläche des Selens der Einwirkung einer halogenlösenden organischen Flüssigkeit ausgesetzt, sodann mit einer thalliumhaltigen Gegenelektrode überdeckt wird, und daß der Gleichrichter nach dem Aufbringen der Gegenelektrode der weiteren thermischen Behandlung unterzogen wird, um das Selen endgültig in die für Gleichrichterzwecke geeignete Form zu überführen.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Selenoberfläche der Einwirkung von Methylalkohol ausgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Selenoberfläche der Einwirkung von Äthylalkohol ausgesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Selenoberfläche der Einwirkung von Chloroform ausgesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung der organischen Flüssigkeit auf die Selenoberfläche bei Zimmertemperatur vorgenommen wird und zwischen 1/2 bis 3 Stunden, vorzugsweise I bis 2 Stunden, andauert.
6. Verfahren nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung der organischen Flüssigkeit auf die Selenoberfläche bei Temperaturen zwischen Zimmertemperatur und 5o° C vorgenommen wird und daß die Dauer der Einwirkung entsprechend der höheren Temperaturen abgekürzt wird, z. B. bei 50° C vorzugsweise 1/4 bis I Stunde beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode mehr als Io-3% Thallium enthält. B. Verfahren nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode in an sich bekannter Weise Cadmium enthält oder aus Cadmium besteht. g. Verfahren nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, iiaß das Selen in an sich bekannter Weise als Störstellenmaterial Brom enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 121 603, 2 610 386; »Naturforschung und Medizin in Deutschland 1939 bis 1946«, Bd. g, Teil II »Physik der festen Körper«, S. 8o, 81, 107 bis iog; »Der Radio-Markt«, Beilage in der »Elektro-Technik« vom g. Februar 1954 S. 14 und 15.