DEP0013513DA - Elektrisch unsymmetrisch leitendes System, insbesondere Trockengleichrichter - Google Patents
Elektrisch unsymmetrisch leitendes System, insbesondere TrockengleichrichterInfo
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Description
Durch umfangreiche Versuche wurde festgestellt, daß das Sperrvermögen von elektrisch unsymmetrisch leitenden Systemen, insbesondere Trockengleichrichtern, mit einem Defekthalbleiter, z.B. Selen oder Kupferoxydul, wesentlich erhöht werden kann, wenn erfindungsgemäß auf dem Defekthalbleiter eine Schicht aus einem Überschußhalbleiter aufgebracht ist, dessen Konzentration an freien Leitungselektronen kleiner als 10(exp)18 cm(exp)-3 ist. Als Überschußhalbleiter wird vorteilhaft Germanium, Silizium, Bleiselenid oder Wismut(II)selenid verwendet. An ein System, bei dem als Defekthalbleiter eine Zwischenschicht aus Wismut(II)selenid verwendet wurde, war es z.B. möglich, Sperrspannungen von 40 Volt anzulegen, während bei den üblichen technischen Selengleichrichtern die Sperrspannungen nur etwa 20 Volt betragen.
Der Überschußhalbleiter wird auf den Defekthalbleiter im Vakuum oder in einem inerten Gase aufgedampft oder aufgestaubt. Die Anwesenheit von Spuren von Sauerstoff hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen.
Die Schicht aus dem Überschußhalbleiter kann auch dadurch gebildet werden, daß die Oberfläche des Defekthalbleiters einem geeigneten gasförmigen oder flüssigen Medium ausgesetzt wird, wodurch entweder eine chemische Reaktion eintreten oder auch eine Abscheidung der überschußleitenden Substanz stattfinden kann. Als Beispiel sei im ersten Fall die Bildung eines überschußleitenden Oxyds in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre genannt. Ein Beispiel für den zweiten Fall ist die Bildung einer Bleiselenidschicht in einer bleihaltigen Lösung durch elektrolytische Abscheidung.
Erfahrungsgemäß bilden sich geeignete Zwischenschichten nach dem Aufbringen der gut leitenden Elektrode auf den Defekt-
halbleiter unter geeigneten Bedingungen auch von selbst aus. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn Wismut oder Zinn auf Selen an Luft aufgespritzt und das System einer erhöhten Temperatur, etwa 80°C, ausgesetzt wird. Die so entstehenden Zwischenschichten aus Wismut(II)selenid und Zinnselenid haben sich als Überschußhalbleiter erwiesen. Zum gleichen Ergebnis wie eine Temperung der Anordnung führt auch das Anlagen einer elektrischen Spannung in dem Sinne, daß die gut leitende Elektrode das positive, der Defekthalbleiter das negative Vorzeichen besitzt.
Zur Erzielung einer guten Gleichrichterwirkung ist es erforderlich, der überschußleitenden Zwischenschicht eine optimale Dicke zu geben. Das erhöhte Sperrvermögen erfordert eine Mindestdicke von etwa 10(exp)-5 cm, während ein geringer Widerstand in Flußrichtung die Schichtdicke nach oben begrenzt. Als günstigster Schichtdickenbereich hat sich je nach der Leitfähigkeit des Überschußhalbleiters derjenige zwischen 10(exp)-6 und 10(exp)-3 cm erwiesen.
Anstatt zunächst den Defekthalbleiter auf einer Trägerelektrode, dann den Überschußhalbleiter und schließlich die gut leitende Elektrode aufzubringen, kann man auch umgekehrt verfahren, indem man von einer dem ganzen System als feste Unterlage dienenden gut leitenden Elektrode ausgeht und darauf zunächst die Überschußhalbleiterschicht, dann den Defekthalbleiter und schließlich die zweite Abnahmeelektrode aufbringt.
Claims (7)
1. Elektrisch unsymmetrisch leitendes System, insbesondere Trockengleichrichter, mit einem Defekthalbleiter, z.B. Selen oder Kupferoxydul, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Defekthalbleiter und einer gut leitenden Elektrode eine Schicht aus einem Überschußhalbleiter, vorzugsweise Germanium, Silizium, Bleiselenid oder Wismut(II)selenid, angebracht ist, dessen Konzentration an freien Leitungselektronen kleiner ist als 10(exp)18 cm(exp)-3.
2. System nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschußhalbleiterschicht durch Aufdampfen oder Aufstäuben im Vakuum oder in einem inerten Gas, vorzugsweise bei Anwesenheit von Sauerstoff, aufgebracht ist.
3. System nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem Überschußhalbleiter durch die Einwirkung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums auf den Defekthalbleiter entstanden ist.
4. System nach Patentanspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem Überschußhalbleiter durch eine chemische Reaktion zwischen der aufgebrachten gut leitenden Elektrode und dem Defekthalbleiter bei erhöhter Temperatur von selbst entstanden ist.
5. System nach Patentanspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschußhalbleiterschicht unter der Mitwirkung eines elektrischen Feldes entstanden ist.
6. System nach Patentanspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschußhalbleiterschicht eine Dicke zwischen 10(exp)-6 und 10(exp)-3 cm besitzt.
7. Verfahren zum Herstellen eines Systems nach Patentanspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine als Abnahmelektrode dienende Unterlage zunächst die Überschußhalbleiterschicht, dann die Defekthalbleiterschicht und schließlich die andere Abnahmeelektrode aufgebracht ist.
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