DE838693C - Verfahren zur Regelung des Lumineszenz- und Leitvermoegens an Einkristall- und Grobkristallschichten - Google Patents

Verfahren zur Regelung des Lumineszenz- und Leitvermoegens an Einkristall- und Grobkristallschichten

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DE838693C
DE838693C DEP2844A DEP0002844A DE838693C DE 838693 C DE838693 C DE 838693C DE P2844 A DEP2844 A DE P2844A DE P0002844 A DEP0002844 A DE P0002844A DE 838693 C DE838693 C DE 838693C
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Dr-Ing Immanuel Broser
Dr-Ing Ruth Warminsky
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RUTH WARMINSKY DR ING
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Description

  • Verfahren zur Regelung des Lumineszenz- und Leitvermögens an Einkristall- und Grobkristallschichten
    Es ist I>ek-aiiiit, (laß eine Reihe chemischer Ver-
    bindtingen, vor allem Chalkogenide (Verbindungen
    mit 0, S, Se, Te) von Züi, Cd oder Hg bei Vor-
    handenseln von Aktivatoren als Leuchtstoffe oder
    Verwündung finden können.
    Derartilge Stoffe werden in der Technik im all-
    ,gemeinen als polykristallitie Pulver hergestellt und
    verwen(Ict. Bentitzt man sie als Leuchtstoffe, so
    for(Icrt nian meistens hohe Lichtausbeuten; bei Ver-
    wendung als Photowiderstände verlangt man hohe
    Unipfindl clikeit für die anregende Strahlung.
    Für bLstiminte Zwecke eignen sich vorteilhaft
    größere einheitliche Kristalle oder Schichten. Die
    als Lütichthildschirrn großen Auf-
    und als Leuchtstoff im Leucht-
    inassenz# ähler sei erwähnt sowie die Tatsache, daß iiatur#"vm.-i Z, ' ß die Photoempfindlichkeit größerer einheitlicher Kristalle oder Schichten durch den Fortfall der vielen Übergangswiderstände weit höher ist als die einer polykristallinen Substanz.
  • In der Literatur existieren Angal--#n über Verfahren zur Herstellung größerer Kristalle aus den erwähnten Stoffen, nicht angegeben jedoch werden Behandlungen zur Erzielung bestimmter, jeweils gewünschter Lumineszenz- und Leitfähigkeitseigenschaften an derartigen Kristallen.
  • Die Erfindung betrifft Verfahren, um größeren einheitlichen Kristallen oder kris#tallinün Schichten aus Chalkogeniden von Zn, Cd, Hg oder einem Gemisch ans diesen erfindungsgemäß behandelten Präparaten bestimmte, vor allem sehr hohe oder (losierte Leucht- und Leitfähigkeiten zu ertei len.
  • Die betreffenden Präparate erhalten ein extrem hohes Leuchtvermögen (entsprechend den besten Lichtausbeuten technischer polykrista,lliner Leuchtstoffe), indem man sie direkt im Anschluß an die Herstellung oder auch nachträglich von höherer Temperatur (> ioo' C) verhältnismäßig schnell auf Zimmertemperatur abkühlt, beispielsweise in einer Luft- oder Sauerstoffatmosphäre. Durch diese Behandlung wird gleichzeitig eine gleichmäßige Durchaktivierung der Präparate erzielt. So wurden beispielsweise CdS-Kristalle im Anschluß an die 1 lerstellung von i8o' C innerhalb etwa einer Minute in Luft auf 20"C abgekühlt und dadurch stark rot Imnineszierende Kristalle mit einer gleichmäßigen physikalischen Lichtausheute Voll 2390 bei Anregung durch a-Tcilchen erhalten; das beste käufliche ZnS-Cu besitzt eine Ausbeute von 250/0.
  • Die nach diesem Verfahren hergestellten Leuchtniassün besitzen nicht die vielfach störenden Streu-Lind Absorptionseigenschaften polykristalliner Stoffe. Sie eignen sich deshalb besonders als Leuchtstoff im 1.etichtmassenzähler, vor allem sind sie zur quantitativen Zählung einzelner energiereicher Teilchen unerläßlich.
  • Die nach dem beschriebenen Verfahren behandelten Präparate besitzen außerdem neue, bisher noch nicht an derartigen Substanzen nachgewiesene Leitfähigkeitseigenschaften: Sie stellen Halbleiter dar, d. h. sie besitzen auch ohne Anregung ein beträchtliches Leitvermögen (Dauerleiter). So wurde beispielsweise aneinem nach diesem Verfahren hergestellten GdS-Kristalt ein spezifischer Widerstand von i ooo Ohm - Zentimeter gemessen. Verwendet \%-,erden kötinen diese Präparate bei geeigneter Elektrod,enanordnung sowohl zum Gleichrichten und Steuern elektrischer Ströme als auch zur Herstellung von Photoelementen für Quanten- und Korpuskularstrahlen.
  • Verändert man das beschriebene Verfahren derart, daß die Ausgangstemperatur niedriger liegt, oder derart, (laß die Abkühlung langsamer erfolgt, so erhält man Schichten, deren Lumineszenz- oder Leitvermögen um so geringer ist, je tiefer die ..Nusgangstemperatur liegt und je geringer die Ab- kühlungsgeschwindigkeit ist. Während die nach (fein eingangs beschriebenen Verfahren hergestellten Leuchtmassenein derart hohes DunkelleitvermÖgen besitzen, daß sie praktisch Halbleiter darstellen (deshalb mit Dauerleiter bezeichnet) und eine Erhöhung des LeitvermÖgens durch Anregung kaum noch möglich ist, besitzen die nach dem geänderten Verfahren behandelten Präparate eine nur geringe Dunkelleitfähigkeit, die gegenüber der bei Anregung erzeugten Leitfähigkeit vernachlässigt %%-erden kann. Durch dieses geänderte Verfahren kann somit den erfindungsgemäßen Präparaten eine hohe Photoempfindlichkeit für Quanten- und Korl-niskularstrahlung erteift werden.
  • Die bisher beschriebenen Verfahren führen unserer Meinung nach zu einer Eigenaktivierung I der Präparate. Da die Lumineszenz- und Leitfähigkeifseigenschaften wesentlich von der Art des Aktivators abhängen, ist für gewisse Zwecke der Einbau anderer Aktivatoren von Wichtigkeit. Um dies zu erreichen, werden die zunächst ohne Aktivierung hergestellten Präparate zusammen mit der erforderlichen Menge des Aktivatorrnctalls oder einer den Aktivator enthaltenden Verbindung in einem zugeschmolzenen (beispielsweise evakuierten) Gefäß längere Zeit bei einer Temperatur >200' C gC-tümpert. Zweckmäßig wird man den Präparaten außerdem polykristallines Pulver gleicher Zusamm,ens-etzung beifügen, wodurch eine gleichmäßigere Durchaktivierung erreicht werden kann. je nach Art und Menge des gewählten Aktivators erhält man die betreffenden Objekte mit den entsprechenden Lumineszenz- und Leitfähigkeitseigenschaften. So wurden beispielsweise i g CdS-Kristalle zusammen mit einer Spur Silber (i cm3 Silbernitratlösung, die 2 - io#I g ,#g+ enthielt) in einem auf io-5 cm ausgepumpten Quarzrohr zwei Stunden lang bei 300' C gctempert und dadurch an den Kristallen gutes Lumineszenzvermögen (Lichtausbeute i8»/o), vor allem aber günstige Leitfähigkeitseigenschaften (hohe Pliotoempfindlichkeit bei gleichzeitiger geringer Trägheit) erzielt.
  • Soll die Lutnineszenz nicht gleichmäßig über die ganze Leuchtschicht verteilt sein, so kann dies durch folgende nachträgliche, Behandlung der zunächst gleichmäßig lumineszierenden Fläche erreicht werden: Die Stellen, die eine geringere oder praktisch keine Lumineszenz aufweisen sollen, werden längere Zeit der Wirkung von energiereichen Atomstrahlen, beispielsweise a-Strahlen, ausgesetzt, wodurch die Lichtausbeute dies-er Teile dosiert herabgesetzt werden kann. So läßt sich z. B. die Lumineszenzausl).eute von einem i cm2 großen CdS-Kristall durch dreitägige Einwirkung einer a-Aktivität von i mC auf die Hälfte herabsetzen. Man kann durch dieses Verfahren auf den erfindungsgemäß hergestellten Leuchtschichten Schriftzeichen oder andere unsichtbare Kennzeichen anbringen, die nur bei Anregung der Lumineszenz sichtbar werden.
  • Durch das gleiche Verfahren wird die Photoempfindlichkeit der durch energicreiche Atomstrahlen veränderten Stellen erhöht. Beispielsweise wurde der bei Anregung vorhandene spezifische Widerstand einer mit einem a-Präparat von i mC bestrahlten I CM2 großen Fläche eines vorher' kaum aktiviertenCdS-Kristalles durch eine dreitägigeBestrahlung von 5o Meg0hm - Zentimeter auf o,oi Mcg0hm - Zentimeter verringert, also um einen Faktor 5000. Unter anderem ist diese Erzielung einer örtlich dosierten Störstel.Iendichte wichtig für die Verwendung der betreffenden Ob- jekte als GJeichrichtcr oder Photoelement.

Claims (1)

  1. PATE NTANSP R ÜCH E: i. Verfahren zur Regelung des Lu nineszenz-und Leitvermögens an Einkristall- und Grobkristallschichten, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schichten in einer oxydierend-en Atmo- untnittülbar nach ihrer Herstellung oder -Ctrennt davon cilier Wärm-ebehandlung unter- worfen wIerden. 2. \',orfalireii nach Anspruch i, dadurch ge- 1.zeiiiizelcliiiüt, daß nian zur Erzeugung einer lioll'en 1,timiii#uszeiiz und Leitfähigkeit d i,e Schiellten von einer liohen Temperatur rasch 3. nach Anspruch i, dadurch ge- l#eiiiizelcliii-f#t, (laß man zur Erzeugung einer niedrigen Lamineszenz und Leitfähigkeit die Scliicliteil von einer niedrigen Temperatur ans al)k-iihlt. 4. \'erfahren nach Anspruch i, dadurch ge- l#,L-iiiizeicliii(,t, daß die Schichten durch Zusatz
    eines Aktivators und längere Einwirkung von Temperaturen über 200' C in einem zugeschmolzenen Rohr aktiviert werden. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzeugung einer lokal verminderten oder vollständig aufgehobenen Lumineszünz die betreffenden Stellen der Einwirkung einer energiereichen Korpuskularstrahlung aussetzt. 6. Verfahren nach Anspruch i und ä, dadurch M ekennzeichnet, daß man zur Erzeugung einer lokal #erhöhten Leitfähigkeit die betreffenden Stellen einer vorher wenig leitenden Schicht der Einwirkung einer energiereichen Korpuskularstrahlung aussetzt.
DEP2844A 1949-05-07 1949-05-07 Verfahren zur Regelung des Lumineszenz- und Leitvermoegens an Einkristall- und Grobkristallschichten Expired DE838693C (de)

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