SU1244574A1

SU1244574A1 - Device for determining parameters of electromagnetic waves in solid

Info

Publication number: SU1244574A1
Application number: SU853871905A
Authority: SU
Inventors: Римантас-Алексндрас Болеславович Толутис; Тадас Стасевич Эберсонас
Original assignee: Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физики Полупроводников Ан Литсср
Priority date: 1985-01-03
Filing date: 1985-01-03
Publication date: 1986-07-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повьшение точности определени параметров . Устр-во содержит два зонда 1 и 2, ВЧ г-р 3, детектор 4, регистратор 5, исследуемый образец, выполненный в виде ппастины (П) 6, датчик (Д) 7 перемещени зондов 1 и 2, аттенюатор (А) 8 И. у-ль 9. Точность определени длины эл.- магн. волны J и коэф. затухани К достигаетс путем измерени интерференционных ,кривых суммы опорного сигнала и сигнала, переданного- волнами через Л 6 при плавном измерении толщины области П 6, наход щейс между зондами 1 и 2. При этом зонды 1 и 2 установлены с возможностью перемещени параллельно плоскост м П 6 в направлении изменени ее толщины , а размер зондов 1 и 2 в этом направлении сравним с перепадом толщины П 6. Цель достигаетс введением А 8 и Д 7, выд.ающего посто нное напр жение, пропорциональное сдвигу зондов 1 и 2 относительно П 6 вдоль координаты X, а также выполнением П 6, длина.которой в 40 раз, а ширина в 10 раз превьшают перепад ее толщины. 2 ил. (Л mr-w 4i СП згThis invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to increase the accuracy of parameter determination. The device contains two probes 1 and 2, HF g-r 3, detector 4, recorder 5, test sample, made in the form of ppastina (P) 6, sensor (D) 7 movement of probes 1 and 2, attenuator (A) 8 I. y. 9. The accuracy of the determination of the length of the electric magn. J waves and coefficients damping K is achieved by measuring the interference, the curves of the sum of the reference signal and the signal transmitted by the waves through L 6 with a smooth measurement of the thickness of the area P 6 between probes 1 and 2. At the same time 6 in the direction of changing its thickness, and the size of the probes 1 and 2 in this direction is comparable with the difference in thickness P 6. The goal is achieved by introducing A 8 and D 7, giving a constant voltage proportional to the shift of probes 1 and 2 relative to P 6 along X coordinates as well as the implementation of P 6, the length. which is 40 times, and the width is 10 times greater than the difference in its thickness. 2 Il. (L mr-w 4i js zg

Description

11eleven

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано ад определени параметров электромагнитных волн в полупроводниках , полуметаллах и металлах в услови х локализованного их распространени .The invention relates to a measurement technique and can be used to determine the parameters of electromagnetic waves in semiconductors, semimetals and metals under conditions of localized propagation.

Цель изобретени - повышение точности . The purpose of the invention is to improve accuracy.

На фиг 1 приведена структурна электрическа схема устройства дл определени параметров электромагнитных волн; на фиг. 2 - график зависимости напр жени суммарного сигнала от координаты X зондов дл основной моды электромагнитного гаусова пучка, измеренной на полупроводниковом монокристалле InSb при 290 К.Fig. 1 shows the structural electrical circuit of the device for determining the parameters of electromagnetic waves; in fig. 2 is a graph of the voltage of the total signal as a function of the X coordinate of the probes for the main mode of the electromagnetic Gaussian beam, measured on a semiconductor single crystal of InSb at 290 K.

Устройство дл определени параметров электромагнитных волн в твер ,дом теле содержит первый и второй зонды 1 и 2, высокочастотный генератор 3, детектор 4, регистратор 5, исследуемый образец, выполненньй в виде пластины 6, толщина которой плавно измен етс , причем длина пластины 6 в 40 раз, а ширина - в 10 раз превышает перепад толщины г пластины 6, а размер первого и второго зондов 1 и 2 в этом направлении сравним с перепадом толщины платины 6, Кроме того, устройство вклкг чает в себ датчик 7 перемещени первого и второго зондов 1 и 2, аттенюатор 8, а также усилитель 9.A device for determining the parameters of electromagnetic waves in a hub, body house contains the first and second probes 1 and 2, the high-frequency generator 3, the detector 4, the recorder 5, the sample under study, made in the form of a plate 6, whose thickness varies smoothly, and the length of the plate 6 in 40 times, and the width is 10 times greater than the thickness difference r of the plate 6, and the size of the first and second probes 1 and 2 in this direction is comparable to the difference in the thickness of platinum 6, In addition, the device includes a sensor 7 for moving the first and second probes 1 and 2, attenuator 8, and t also amplifier 9.

Устройство дл определени параметров электромагнитных волн в твердом теле работает следующим обраA device for determining the parameters of electromagnetic waves in a solid works as follows:

зом.zom.

Зонды 1 и 2 размещены соосно и паралелльно противоположным плоскост м пластины 6 из полупроводника (InSb). Сигнал, от высокочастотного генератора 3 поступает на возбуждающий волны зонд 1, а переданный волнами сигнал индуцируетс зондом 2 и через усилитель 9 и детектор 4 поступает на регистратор 5, например, на вход двухкоординатн го самописца. На детектор 4 через аттенюатор 8 также поступает опорный сигнггп фиксированной .фазы. К ..входу X самописца подключен датчик 7, выдающий посто нное напр жение, пропорциональное сдвигу зондов 1 и 2 относительно пластины 6 вдоль коо дниаты X.The probes 1 and 2 are placed coaxially and parallel to the opposite planes of the semiconductor wafer 6 (InSb). The signal from the high-frequency generator 3 is fed to the wave-exciting probe 1, and the signal transmitted by the waves is induced by probe 2 and through amplifier 9 and detector 4 is fed to recorder 5, for example, to the input of a two-coordinate recorder. The detector 4 through the attenuator 8 also receives the reference signal of the fixed phase. A sensor 7 is connected to the X input of the recorder, which produces a constant voltage proportional to the shift of the probes 1 and 2 relative to the plate 6 along the X range.

В процессе измерений взаимно соосные скольз щие зонды 1 и 2 перемещают вдоль направлени градиента ТОЛ1ЩИНЫ пластины 6, т.е. вдоль координаты X, и измер ют зависимость и(х) ((иг. 2). Так как при изменении X мен етс толщина пластины 6 d, то мен етс и фаза полей волн за пластиной 6. Изменение фазы на 360° соответствует /), т.е. рассто нию между соседними максимумами интерференционной кривой и(х). Перемеща зонды 1 и 2 от одного до другого кра пластины 6, необходимо наблюдатьIn the process of measurement, mutually coaxial sliding probes 1 and 2 move along the direction of the gradient. along the coordinate X, and the dependence u (x) ((ig. 2) is measured. Since the plate thickness 6 d changes as X changes, the phase of the wave fields behind the plate 6 also changes. The phase change of 360 ° corresponds to /) i.e. the distance between adjacent maxima of the interference curve u (x). Moving probes 1 and 2 from one to the other edge of plate 6, it is necessary to observe

от двух до трех экстремумов интерференционной кривой, что соответствует ,5Л. Это достигаетс подбором частоты сигнапа или подбором dd.Подбором же общей толщины пластины 6from two to three extrema of the interference curve, which corresponds to 5L. This is achieved by selecting the signaling frequency or selecting dd. By selecting the same total thickness of the plate 6

можно проводить исследовани в ближней (d.;i3 и дальней ()i) зонах от зонда 1.it is possible to conduct studies in the near (d.; i3 and far () i) zones from probe 1.

При известном значении угла сС между плоскост ми клинообразной пластины 6 длина волны определ етс какWith a known value of the angle cc between the planes of the wedge-shaped plate 6, the wavelength is defined as

A 2tg V2(x,-x,), A 2tg V2 (x, -x,),

где х и X - кординаты зондов 1 и 2, дл двух соседних максимумов .where x and X are the coordinates of probes 1 and 2, for two adjacent maxima.

Коэффициент К затухани определ ют по формулеThe attenuation coefficient K is determined by the formula

-Л .-L.

(,)У(,)

где и и Uj значени U при х и х.where uj are u values for x and x.

В предлагаемом устройстве точность определени Л и К достигаетс путем измерени интерференционных кривых суммы опорного сигнала и сигнала, переданного волнами через пластину 6 при плавном изменении толщины области пластины 6, наход щейс между зондами 1 и 2.In the proposed device, the accuracy of determining L and K is achieved by measuring the interference curves of the sum of the reference signal and the signal transmitted by the waves through plate 6 with a smooth change in the thickness of the area of plate 6 located between probes 1 and 2.

Точность измерений при выполненных вьш1еприведенных требовани х к размерам пластины 6 и зондов 1 и 2 определ ют лишь измерением координаты X и соотношени напр жений , что можно сделать очень точно .The measurement accuracy for the above requirements to the dimensions of the plate 6 and probes 1 and 2 is determined only by measuring the coordinate X and the ratio of stresses, which can be done very accurately.

50 50

5555

Claims

Invention Formula

A device for determining the parameters of electromagnetic waves in a solid, containing the first and second probes located on opposite sides of the sample under study.

3

the input of the first probe is connected to the output of the high-frequency generator, the detector, the input of which is connected to the output of the second probe, and the output connected to the input of the recorder, which is characterized by the fact that the sample under study is made in the form of a plate whose thickness smoothly changes the length of the plate is 40 times, and the width is 10 times longer than the depth of the plate, the first and

The second probes are installed with the possibility of the plate planes in the direction of varying its thickness, and the size of the first and second probes in this direction is comparable with the thickness difference of the paste, with the displacement sensor of the first and second probes, whose the reference input of the recorder, and an attenuator is connected between the output of the high-frequency generator and the detector input.