JPS62256482A - 光伝導素子 - Google Patents
光伝導素子Info
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- JPS62256482A JPS62256482A JP61100409A JP10040986A JPS62256482A JP S62256482 A JPS62256482 A JP S62256482A JP 61100409 A JP61100409 A JP 61100409A JP 10040986 A JP10040986 A JP 10040986A JP S62256482 A JPS62256482 A JP S62256482A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、少なくとも鉛とクロムとを含む酸化物に導電
層を形成してなる光伝導素子に関するものである。
層を形成してなる光伝導素子に関するものである。
(従来の技術)
光を照射することによって光強度に応じて材料の抵抗値
が変化して電流が流れ易くなる光伝導効果を利用した各
種誘電材料からなる光伝導素子が知られている。
が変化して電流が流れ易くなる光伝導効果を利用した各
種誘電材料からなる光伝導素子が知られている。
本出願人は先に誘電材料として鉛PbとクロムCrとを
含む酸化物を用いて構成した光電変換装置を特願昭53
−20583号(特公昭55−35874号)として出
願した。ところでこの出願の光電変換装置は光を誘電材
料に照射することによって光起電力が発生する光電変換
効果を利用したものであるが、本願発明者らが種々実験
を行ったところ、照射する光の強度によって抵抗値が変
化するという現象が生ずることを見い出した。しかもそ
の応答速度は極めて速いことが判った。
含む酸化物を用いて構成した光電変換装置を特願昭53
−20583号(特公昭55−35874号)として出
願した。ところでこの出願の光電変換装置は光を誘電材
料に照射することによって光起電力が発生する光電変換
効果を利用したものであるが、本願発明者らが種々実験
を行ったところ、照射する光の強度によって抵抗値が変
化するという現象が生ずることを見い出した。しかもそ
の応答速度は極めて速いことが判った。
(発明が解決しようとする問題点)
従来はこの種のもので光応答速度が速いものは得られて
いない。
いない。
本発明は前記のような現象に着目して成されたものであ
りこれを利用して光応答速度の速い光電導素子を(qる
ことを目的とするものである。
りこれを利用して光応答速度の速い光電導素子を(qる
ことを目的とするものである。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
上記目的を達成するために本発明は、少なくとも鉛とク
ロムとを含む酸化物に導電層を形成して成ることを特徴
とするものである。
ロムとを含む酸化物に導電層を形成して成ることを特徴
とするものである。
(作 用)
例えばガラス基板上に鉛とクロムとを含む酸化物を導電
層を介して形成し、対向電極とする導電層から出力を得
るように構成することによって光伝導素子を実現するこ
とができる。光が照射される側の導電層を透明電極によ
って構成し、この電極に光を照射することによって光の
強度による抵抗値の変化に基づく光電流を得ることによ
り光応答速度の速い光伝導素子を得ることができる。
層を介して形成し、対向電極とする導電層から出力を得
るように構成することによって光伝導素子を実現するこ
とができる。光が照射される側の導電層を透明電極によ
って構成し、この電極に光を照射することによって光の
強度による抵抗値の変化に基づく光電流を得ることによ
り光応答速度の速い光伝導素子を得ることができる。
(実施例)
第1図は本発明実施例の光伝導素子を示すもので、ガラ
ス基板1例えばパイレックスガラス上には部分的に導電
層(Sn 02等からなる透明電極)2が設けられる。
ス基板1例えばパイレックスガラス上には部分的に導電
層(Sn 02等からなる透明電極)2が設けられる。
これらガラス基板1及び透明電極2の一部を覆うように
例えばPb2CrO5酸化物3が形成され、このPb2
Crys M化物3及びガラス基板1の一部を覆うよう
に金等からなる導電層としての対向電極(出力側電極と
なる)4が設けられる。これによってPb2Cr05i
!l!2化物3が透明電極2と対向電極4、との間に配
置された構造の光伝導素子を得ることができる。
例えばPb2CrO5酸化物3が形成され、このPb2
Crys M化物3及びガラス基板1の一部を覆うよう
に金等からなる導電層としての対向電極(出力側電極と
なる)4が設けられる。これによってPb2Cr05i
!l!2化物3が透明電極2と対向電極4、との間に配
置された構造の光伝導素子を得ることができる。
上記Pb2CrO5酸化物3は次のような方法によって
形成される。
形成される。
出発原料として酸化鉛PbO及び酸化クロムCr2O3
を用いPb2CrO5の組成比となる如く秤徂した。こ
の原料をポリエチレン製ポットで10〜15時間湿式混
合し、乾燥後400〜50O℃にて2時間にわたって仮
焼成を行った。仮焼成後ボールミルにて10〜15時間
粉砕を行い粒径約1μm程度とした。この仮焼成粉末に
バインダーを加え、1 ton/CI/lで加圧成形し
た。更に成形体を650〜900℃にて2時間焼成し焼
結体を得た。
を用いPb2CrO5の組成比となる如く秤徂した。こ
の原料をポリエチレン製ポットで10〜15時間湿式混
合し、乾燥後400〜50O℃にて2時間にわたって仮
焼成を行った。仮焼成後ボールミルにて10〜15時間
粉砕を行い粒径約1μm程度とした。この仮焼成粉末に
バインダーを加え、1 ton/CI/lで加圧成形し
た。更に成形体を650〜900℃にて2時間焼成し焼
結体を得た。
次にこのPb2CrO5焼結体からなる焼結体をターゲ
ット(蒸発源)として用い、次のように電子ビーム蒸着
法によってガラス基板上にPb2Crys酸化物の薄膜
を形成した。
ット(蒸発源)として用い、次のように電子ビーム蒸着
法によってガラス基板上にPb2Crys酸化物の薄膜
を形成した。
すなわち電子ビーム蒸着装置の真空容器内に上記Pb2
CrO5焼結体を円板状となしたターゲットと透明電極
2を設けたガラス基板1とを配置し、ガラス基板1を2
00℃、電子銃加速電圧を5KV、i大エミッション電
流を100mA、容器内の真空度を4 X 10−5T
orrに保った状態で蒸着を行った。蒸着時間を約1〜
2時間に設定することにより、ガラス基板1上に約1.
15μmのPb2Cr05r!i化物3を形成した。次
のようにして得られたガラス基板1をPbを含んだ雰囲
気内で、475℃で1.5時間熱処理を行った。熱処理
俊のPb2cro5 酸化物3はオレンジ色を呈する薄
膜となった。
CrO5焼結体を円板状となしたターゲットと透明電極
2を設けたガラス基板1とを配置し、ガラス基板1を2
00℃、電子銃加速電圧を5KV、i大エミッション電
流を100mA、容器内の真空度を4 X 10−5T
orrに保った状態で蒸着を行った。蒸着時間を約1〜
2時間に設定することにより、ガラス基板1上に約1.
15μmのPb2Cr05r!i化物3を形成した。次
のようにして得られたガラス基板1をPbを含んだ雰囲
気内で、475℃で1.5時間熱処理を行った。熱処理
俊のPb2cro5 酸化物3はオレンジ色を呈する薄
膜となった。
次にPb2Crys r1i化物3及びガラス基板1の
一部にまたがるように対向電極4を形成した。
一部にまたがるように対向電極4を形成した。
対向電極4は一例として厚ざ255Aで面積1×5rr
vR2を有するパターンに形成した。
vR2を有するパターンに形成した。
これによってALJ/Pb2CrO5薄膜/ S nO
2サンドイッチ構造を有する光伝導素子が得られる。
2サンドイッチ構造を有する光伝導素子が得られる。
次に本発明実施例の作用を説明する。
得られた光伝導素子を第2図のような測定回路を用いて
光電流の測定を行った。すなわち透明電極2と接地間に
バイアス電圧Vaを加えた状態で、この透明電極2側か
ら光源例えばOf−I P (0vertlead P
rojection 、 625Wタングステン)ラン
プからの光を照射することにより、対向電極4がらの出
力電流をオペアンプ5を用いたI−V変換回路によって
測定することにより微小電流の測定が可能となる。この
ようにして得られた光応答特性を第3図に示す。縦軸は
光電流、横軸は時間を示している。バイアス電圧Veを
0.2V加えた状態で、光強度が各々6mW/Cl71
.8mW/Cr11及び10mW/cmの大きざの光を
照射することにより順次(a>、(b)、(c)のよう
な特性が得られる。この特性は従来に比べかなり速い光
応答速度を示している。この理由としてはPb2CrO
5酸化物の薄膜化によってキャリアの輸送距離が短くな
ったことによるものと考えられる。このように照射光の
強度によって抵抗値が変化しているわけである。
光電流の測定を行った。すなわち透明電極2と接地間に
バイアス電圧Vaを加えた状態で、この透明電極2側か
ら光源例えばOf−I P (0vertlead P
rojection 、 625Wタングステン)ラン
プからの光を照射することにより、対向電極4がらの出
力電流をオペアンプ5を用いたI−V変換回路によって
測定することにより微小電流の測定が可能となる。この
ようにして得られた光応答特性を第3図に示す。縦軸は
光電流、横軸は時間を示している。バイアス電圧Veを
0.2V加えた状態で、光強度が各々6mW/Cl71
.8mW/Cr11及び10mW/cmの大きざの光を
照射することにより順次(a>、(b)、(c)のよう
な特性が得られる。この特性は従来に比べかなり速い光
応答速度を示している。この理由としてはPb2CrO
5酸化物の薄膜化によってキャリアの輸送距離が短くな
ったことによるものと考えられる。このように照射光の
強度によって抵抗値が変化しているわけである。
第4図は照射光をチョッピングすることによって光電流
の応答速度がどのように変化するかを示しており、縦軸
は光電流、横軸はチョッピング周波数である。○印はV
e 0.2Vで、2mW/C11tに対応し、・印はV
e 0.6Vで、2m#/Ci+fに対応し、△印kt
Ve 0.2Vで、10 mW/ ci ニ対応し、口
中はVa 0.2Vで、20mW/Criに対応した測
定値を示している。各特性において光電流が減少しはじ
める周波数をもって応答速度を考えると、Vo 0.2
V、2mW/cnまでは使用可能な周波数は5kllZ
まで一定であるが、応答速度はバイアス電圧又は光強度
の増加と共に減少している。
の応答速度がどのように変化するかを示しており、縦軸
は光電流、横軸はチョッピング周波数である。○印はV
e 0.2Vで、2mW/C11tに対応し、・印はV
e 0.6Vで、2m#/Ci+fに対応し、△印kt
Ve 0.2Vで、10 mW/ ci ニ対応し、口
中はVa 0.2Vで、20mW/Criに対応した測
定値を示している。各特性において光電流が減少しはじ
める周波数をもって応答速度を考えると、Vo 0.2
V、2mW/cnまでは使用可能な周波数は5kllZ
まで一定であるが、応答速度はバイアス電圧又は光強度
の増加と共に減少している。
第5図は光電流の光強度依存性を示すもので、O印はバ
イアス電圧Veが0.2V時、Δ印はVBが0.6V時
、口中はVBが1.07時の測定値を示している。弱い
光領域を除くと、光電流は光強度に対して比例的に変化
することを示している。またこの計数は電圧に依存して
大きくなつ′ている。
イアス電圧Veが0.2V時、Δ印はVBが0.6V時
、口中はVBが1.07時の測定値を示している。弱い
光領域を除くと、光電流は光強度に対して比例的に変化
することを示している。またこの計数は電圧に依存して
大きくなつ′ている。
第6図は光電流の波長依存性を示すもので、バイアス電
圧Ve 0.2V、光強度17.’lW/dの条件時に
おける測定結果を示している。
圧Ve 0.2V、光強度17.’lW/dの条件時に
おける測定結果を示している。
波長の変化に依存して光電流が変化し約5400Aの波
長時光電流は最大となる。
長時光電流は最大となる。
すなわち、第6図から明らかなようにAu/Pb2Cr
ys /Sn 02構造の光伝導素子においては、可視
光領域に感度を有しておりその最大感度は約5400A
の波長時となる。
ys /Sn 02構造の光伝導素子においては、可視
光領域に感度を有しておりその最大感度は約5400A
の波長時となる。
この波長より短い領域で光電流の低下がみられるのは、
短波長側での試料内光吸収が大きいことによるものと考
えられる。この領域でのその吸収計数は約4×104〜
1X105/Cmである。
短波長側での試料内光吸収が大きいことによるものと考
えられる。この領域でのその吸収計数は約4×104〜
1X105/Cmである。
このように電子ビーム蒸着法等によりPb2Crosl
12化物の薄膜を形成することができるので、約540
0への照射光波長の最大感度を有しかつ光応答速度に優
れた光伝導素子を得ることができる。
12化物の薄膜を形成することができるので、約540
0への照射光波長の最大感度を有しかつ光応答速度に優
れた光伝導素子を得ることができる。
実施例中ではPb2CrO5酸化物の形成手段としては
電子ビーム蒸着法について述べたが、これに限らず他に
もスパッタリング法、イオンビーム蒸着法等のその他の
真空中における薄膜形成手段を用いることができ、これ
によっても同様な作用、効果を得ることができる。また
、透明電極2゜対向電極4材料についても同様である。
電子ビーム蒸着法について述べたが、これに限らず他に
もスパッタリング法、イオンビーム蒸着法等のその他の
真空中における薄膜形成手段を用いることができ、これ
によっても同様な作用、効果を得ることができる。また
、透明電極2゜対向電極4材料についても同様である。
尚、Pb2CrO5酸化物の形成後の熱処理温度として
は実施例中で示した値以下の条件では所望のPb2Cr
O5薄膜の形成は困難なので、その値以上での熱処理が
望ましい。またPb2CrO5酸化物形成時の温度も基
板温度が100〜350℃の範囲であれば基板温度によ
る他に対する影響はないことが、Pb2CrO5薄膜の
X線回折パターンから確かめられたので、上記範囲内で
所望値を設定することができる。
は実施例中で示した値以下の条件では所望のPb2Cr
O5薄膜の形成は困難なので、その値以上での熱処理が
望ましい。またPb2CrO5酸化物形成時の温度も基
板温度が100〜350℃の範囲であれば基板温度によ
る他に対する影響はないことが、Pb2CrO5薄膜の
X線回折パターンから確かめられたので、上記範囲内で
所望値を設定することができる。
第7図は本発明の他の実施例を示すもので、例えばPb
2CrysWli化物13の両面にはアルミニウム等の
導電層からなる対向電極12.14が設けられた構造を
有している。上記Pb2CrO5酸化物13は次のよう
な方法によって形成される。
2CrysWli化物13の両面にはアルミニウム等の
導電層からなる対向電極12.14が設けられた構造を
有している。上記Pb2CrO5酸化物13は次のよう
な方法によって形成される。
出発材料として酸化鉛PbO及び酸化クロムCr2O3
を用いPb2CrO5の組成比となる如く秤母した。こ
の原料をポリエヂレン製ポットで10〜15時間湿式混
合し、乾燥後400〜500℃にて2時間にわたって仮
焼成を行った。
を用いPb2CrO5の組成比となる如く秤母した。こ
の原料をポリエヂレン製ポットで10〜15時間湿式混
合し、乾燥後400〜500℃にて2時間にわたって仮
焼成を行った。
仮焼成後ボールミルにて10〜15時間粉砕を行い粒径
約1μ程度とした。
約1μ程度とした。
この仮焼成粉末にバインダーを加え、1 ton/cn
で加圧形成した。更に成形体を650〜900℃にて2
時間焼成し焼結体を得た。
で加圧形成した。更に成形体を650〜900℃にて2
時間焼成し焼結体を得た。
このPb2CrO5焼結体表面にアルミニウム膜を真空
蒸着により被着して第7図のような光伝導素子を形成し
た。
蒸着により被着して第7図のような光伝導素子を形成し
た。
同様にPbs CrO3,PbCr0aとなる如き組成
比の酸化物の焼結体を形成し、各々電極を設けることに
よって光伝導素子を形成した。
比の酸化物の焼結体を形成し、各々電極を設けることに
よって光伝導素子を形成した。
またPbOとCr2O3の比率を順次変化させて配合し
、前記実施例と同様な方法で光伝導素子を形成した。そ
の結果Cr2O3が70mo1%以上となると光伝導効
果は生じなくなった。またPbOが99.5mol%以
上となった場合も光伝導効果はほとんど生じなくなった
。
、前記実施例と同様な方法で光伝導素子を形成した。そ
の結果Cr2O3が70mo1%以上となると光伝導効
果は生じなくなった。またPbOが99.5mol%以
上となった場合も光伝導効果はほとんど生じなくなった
。
各実施例におけるPbとOrとの組成比は一例を挙げて
説明したが特定比の酸化物に限定されず、Pbとcrと
を含む酸化物ならすべてに適用することができる。
説明したが特定比の酸化物に限定されず、Pbとcrと
を含む酸化物ならすべてに適用することができる。
[発明の効果]
以上述べて明らかなように本発明によれば、PbとCr
とを含む酸化物を用いて応答速度の速い光伝導素子を実
現することができるので、広範囲の用途への適用が可能
となる。
とを含む酸化物を用いて応答速度の速い光伝導素子を実
現することができるので、広範囲の用途への適用が可能
となる。
第1図は本発明実施例の光伝導素子を示す断面図、第2
図は本発明光伝導素子の充電流測定回路、第3図は本発
明光伝導素子の光応答波形図、第4図は本発明光伝導素
子のチョッピング周波数依存特性図、第5図は本発明光
伝導素子の光強度依存特性図、第6図は本発明光伝導素
子の波長依存特性図、第7図は本発明の他の実施例の光
伝導素子を示す断面図である。 1・・・ガラス基板、2・・・透明電極、3.13・・
・酸化物、 4.12.14・・・対向電極。 3 Fb2Crり5oiA=yr 2s、tθ2 第 2 図 第5図 浸桐浅− CURRENT(nA)
図は本発明光伝導素子の充電流測定回路、第3図は本発
明光伝導素子の光応答波形図、第4図は本発明光伝導素
子のチョッピング周波数依存特性図、第5図は本発明光
伝導素子の光強度依存特性図、第6図は本発明光伝導素
子の波長依存特性図、第7図は本発明の他の実施例の光
伝導素子を示す断面図である。 1・・・ガラス基板、2・・・透明電極、3.13・・
・酸化物、 4.12.14・・・対向電極。 3 Fb2Crり5oiA=yr 2s、tθ2 第 2 図 第5図 浸桐浅− CURRENT(nA)
Claims (7)
- (1)少なくとも鉛とクロムとを含む酸化物に導電層を
形成してなることを特徴とする光伝導素子。 - (2)前記酸化物が板状に形成された焼結体磁器である
特許請求の範囲第1項記載の光伝導素子。 - (3)前記酸化物が真空中で形成された薄膜である特許
請求の範囲第1項記載の光伝導素子。 - (4)前記鉛とクロムがPbOに換算して30〜99.
5mol%、Cr_2O_3に換算して0.5〜70m
ol%の組成比を有する特許請求の範囲第1項記載の光
伝導素子。 - (5)前記酸化物がPb_5CrO_3、Pb_2Cr
O5、PbCrO_4の少なくとも一種を含有する特許
請求の範囲第1項記載の光伝導素子。 - (6)前記酸化物が2つの導電層間に配置されてなる特
許請求の範囲第1項記載の光伝導素子。 - (7)前記導電層の一方が透明電極からなる特許請求の
範囲第6項記載の光伝導素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61100409A JPS62256482A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 光伝導素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61100409A JPS62256482A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 光伝導素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62256482A true JPS62256482A (ja) | 1987-11-09 |
Family
ID=14273178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61100409A Pending JPS62256482A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 光伝導素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62256482A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006073669A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | センサ、センサアレイ、電流測定装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5535874A (en) * | 1978-09-05 | 1980-03-13 | Nakagawa Tekkosho:Kk | Incinerator |
-
1986
- 1986-04-28 JP JP61100409A patent/JPS62256482A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5535874A (en) * | 1978-09-05 | 1980-03-13 | Nakagawa Tekkosho:Kk | Incinerator |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006073669A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | センサ、センサアレイ、電流測定装置 |
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