DEP0001908BA - Aufbau eines Indikatorwiderstandes für Strahlungsenergie. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die bekannten Indikatorwiderstände für Strahlungsenergie (Licht, Röntgenstrahlen, Gamma-Strahlen, Korpuskularstrahlen, Alpha- und Beta-Strahlen), deren elektrische Leitfähigkeit sich bei Aenderung der Intensität der auf sie auftreffenden Strahlung ändert und die zur Anzeige der Strahlungsintensität oder zur Steuerung von Geräten in Abhängigkeit von der Strahlungsintensität, beispielsweise zur Steuerung eines Lautsprechers bei Wiedergabe eines Tonfilmes, dient.

Es ist im Schrifttum bereits darauf hingewiesen worden, dass die Verbindungen des Kadmiums mit Schwefel, Selen oder Tellur in Form von Einkristallen, die durch Reaktion von Kadmiumdampf mit Schwefel- bzw. Selen- bzw. Tellur-Wasserstoff gewonnen werden, gegenüber den bisher gebräuchlichen Photowiderständen eine aussergewöhnlich grosse Aenderung der Leitfähigkeit zeigen. Diese Untersuchungen, die mehr auf die Ermittlung der optischen und elektrischen Eigenschaften derartiger Einkristalle und die Erforschung der physikalischen Natur der lichtelektrischen Leitfähigkeit als auf die praktische Anwendung dieser Stoffe für technische Zwecke gerichtet waren, liessen die Verwendung derselben als Photowiderstand für die eingangs genannten Zwecke aussichtsreich erscheinen. Das gleiche gilt von Einkristallen anderer Verbind- dungen zweiwertiger Metalle, vorzugsweise Zink oder Quecksilber, mit anderen Elementen der Sauerstoffgruppe, insbesondere auch Sauerstoff.

Versuche, derartige Einkristalle mit aufgedampften Elekektroden unter Verwendung der für das Arbeiten mit diesen Stoffen im Laboratorium üblichen Mittel zur Tonfilmwiedergabe oder zur Anzeige der Intensität einer Strahlung zu verwenden, ergaben jedoch, dass neben dem erwarteten und nutzbar zu machenden Effekt, der starken Aenderung der Leitfähigkeit bei Aenderung der auftreffenden Strahlung, unerwünschte Nebeneffekte auftraten, die bei der Verwendung des Kristalls zur Tonspurabtastung ein starkes Rauschen im Lautsprecher und bei Strahlungsintensitätsmessung ein Pendeln des Zeigers des Anzeigegerätes verursachten und derart stark waren, dass die praktische Verwendbarkeit der Kristalle überhaupt in Frage gestellt schien. Die Ursache dieser Nebeneffekte wurde zunächst im Kristall selbst vermutet, da bekannt ist, dass das Widerstandsrauschen bei Halbleitern, zu denen die genannten Verbindungen zählen, besonders in Erscheinung tritt. Es wurde angenommen, dass die Nebeneffekte auf Unregelmässigkeiten in der Kristallstruktur oder auf Verunreinigungen oder Einschlüsse zurückzuführen seien. Aber weder die Verwendung reinster Ausgangsstoffe, noch die Abwandlung nahezu aller Versuchsbedingungen bei der Herstellung der Kristalle, wie Reaktionstemperatur, Reaktionsdruck, Reaktionsdauer, Abkühlgeschwindigkeit usw., noch die Verwendung von Kristallen von sehr geringer Dicke, noch das Auswählen nur der bei mikroskopischer Prüfung sich als vollständig fehlerfrei erweisenden Kristalle aus jedem Ausbringen des Reaktionsofens ergab Kristalle, bei deren technischer Anwendung die Störungen ausblieben oder wenigstens unterhalb eines erträglichen Masses lagen.

Schliesslich wurde ermittelt, dass das Auftreten der störenden Nebenerscheinungen nicht auf die verwen- deten Kristalle selbst zurückzuführen ist. Als Ursache derselben wurde vielmehr die Halterung und Kontaktierung der Kristalle, d.h. die leitende Verbindung zwischen den auf den Kristall aufgebrachten, einen schmalen Spalt offen lassenden Elektroden und den Kontakten zum Anschluss der Ableitungsdrähte festgestellt, die bisher stets mittels eines für diese Zwecke üblichen, kolloidalen Graphit enthaltenden Kittes hergestellt worden war.

Die Erfindung besteht darin, dass bei dem Aufbau eines Indikatorwiderstandes für Strahlungsenergie mit einem Einkristall aus einer Verbindung eines zweiwertigen Metalles, vorzugsweise Zink, Kadmium, Quecksilber, mit einem Element der Sauerstoffgruppe, vorzugsweise Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur die elektrische Verbindung der beiden auf den Einkristall mit einem Lichtdurchtrittsspalt aufgebrachten Elektroden mit den Kontakten zum Anschluss der Ableitungsdrähte aus einem Metall oder einer Metallverbindung oder -legierung besteht. Es hat sich herausgestellt, dass für diesen Zweck auch kompakter Graphit geeignet, also ein Aequivalent für Metalle im Sinne dieser Erfindung ist.

Durch die Verwendung dieser Stoffe werden, wie Versuche ergeben haben, die bislang beobachteten Störungen praktisch vermieden, und es wird so die Nutzbarmachung der überaus günstigen photoelektrischen Eigenschaften derartiger Einkristalle für technische Zwecke ermöglicht.

Die Wahl des für das Kontaktieren des Kristalls geeigneten Stoffes beschränkt sich nicht auf homogene Metalle oder Metallverbindungen oder -legierungen, wenn diese auch vorzugsweise verwendet werden, sondern umfasst beispielsweise auch Sintermetalle. Bei Verwendung solcher Kontaktierungsstoffe hat es sich herausgestellt, dass der Elektronenstrom in ausreichendem Masse die Möglichkeit hat, von den Elektroden zu den Anschlusskontakten zu gelangen, und dass dabei keine störenden Nebengeräusche mehr entstehen. In der einfachsten Ausführungsform kann der Kristall mit den darauf aufgebrachten Elektroden mittels federnder Metallklammern auf seine Unterlage gedrückt werden, an die dann die Weiterleitungsdrähte angeschlossen werden. Oder die Verbindung der Elektroden mit den Anschlusskontakten für eine Weiterleitung kann dadurch hergestellt werden, dass das metallische Kontaktierungsmaterial auf die Elektroden und den seitlichen Kristallträgerflächen aufgespritzt oder aufgedampft wird. Diese Art der Kontaktierung hat den Vorteil, dass durch den so geschaffenen Ueberzug die Elektroden, die ihrerseits ebenfalls durch Aufdampfen oder Aufspritzen auf die Kristalle aufgebracht sein können, abgedeckt und so störenden äusseren Einflüssen entzogen sind.

In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in je einem Längsschnitt dargestellt.

Der Kristall 1, dessen Abmessungen etwa 2 x 10 x 0,01 mm betragen, ist mit zwei aufgedampften, einen Spalt 2 von 0,1 mm freilassenden Elektroden 3 versehen und ruht auf der Unterlage 4, die eine Durchbrechung 5 zur Beobachtung des von oben auf den Spalt 2 auftreffenden Lichtstrahles aufweist.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Abbildungen 1 und 2 wird der Kristall 1 mit den Elektroden 3 auf der Unterlage 4 durch zwei federnde Streifen 6 aus Bronzeblech gehalten, die seitlich mittels der Schrauben 7 an der Unterlage 4 befestigt sind, sich auf den Leisten 8 der Unterlage 4 abstützen, und von denen der elektrische Strom in nicht besonders dargestellter Weise abgeleitet wird. Mittels der verstellbaren Schrauben 9 kann der Druck, mit dem sich die freien Enden der Federn 6 auf die Elektroden 3 legen, geregelt werden. Die Metallstreifen 6 sind, wie Abb. 2 zeigt, am freien Ende mit je einer Zinnkuppe 10 versehen, die ein Beschädigen der Elektroden 3 und des Kristalles 1 beim Anziehen der Schrauben 9 verhindert.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abbildung 3 ist die leitende Verbindung zwischen den Elektroden 3 und den Köpfen der in der Unterlage 4 befestigten Steckerstifte 11 durch aufgespritzte oder aufgedampfte Metallbeläge 12 hergestellt.

Claims (3)

1. Aufbau eines Indikatorwiderstandes für Strahlungsenergie mit einem Einkristall einer Verbindung eines zweiwertigen Metalls, vorzugsweise Zink, Kadmium, Quecksilber, mit einem Element der Sauerstoffgruppe, vorzugsweise Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung der beiden auf dem Einkristall aufgebrachten Elektroden mit den Kontakten zum Anschluss der Ableitungsdrähte aus einem Metall einer Metallverbindung oder -legierung oder aus kompakten Graphit besteht.

2. Aufbau eines Indikatorwiderstandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der beiden Elektroden mit den Kontakten zum Anschluss der Ableitungsdrähte mittels federnder Metallklammern erfolgt, durch die der Einkristall mit den darauf aufgebrachten Elektroden auf seine Unterlage gedrückt wird.

3. Aufbau eines Indikatorwiderstandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Verbindung zwischen den beiden Elektroden (3, 3) und den Köpfen der Steckerstifte (11) für die Stromableitung auf beide miteinander zu verbindenden Teile und dem dazwischen liegenden Träger (4) für den Kristall (1) aufgespritzt oder aufgedampft ist.