Анизотропные полупроводниковые датчики интенсивности излучения миллиметрового диапазона тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

КАЗАРЯН Ваган Артаваздович

АНИЗОТРОПНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДАТЧИКИ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

01.04.10 — физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

МОСКВА - 2004

i

и

1и ■

Работа выполнена в Институте радиотехники и электроники РАН

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор Любченко В. Е.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Абросимов В. М.

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Пархоменко М. П.

Ведущая организация:

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН

7<Л->

Защита состоится сгнпибк'ЫШ г. в/1'- часов на заседании

диссертационного совета Д 002.231.01 при Институте радиотехники и электроники РАН по адресу: 125009, Москва ГСП-9, ул. Моховая, д.11, к.7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИРЭ РАН.

Автореферат разослан

г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.231.01 доктор физико-математических наук, профессор

V

Артеменко С. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В последние десятилетия ушедшего века появилась тенденция к широкому использованию электромагнитных волн миллиметрового (ММ) и субмиллиметрового диапазонов в различных областях науки и техники. В настоящее время множество приборов и устройств работают именно в этом диапазоне длин волн. Среди них важное место занимают устройства, фиксирующие интенсивность излучения электромагнитной волны (ЭМВ). Однако, существующие в настоящее время приемники, вследствие тех или иных причин, не могут полностью решить проблему эффективного приема ММ излучения и остается весьма актуальной задача создания новых типов приемных устройств, в частности, устройств, обеспечивающих регистрацию, контроль и измерение интенсивности СВЧ излучения (как непрерывного, так и импульсного), способных работать в широком диапазоне частот с различными типами волноведущих структур ММ диапазона ЭМВ. Особенно важным является создание широкополосных чувствительных элементов, работающих при комнатной температуре и устойчивых к выгоранию при больших уровнях мощности излучения.

В предлагаемой работе рассматривается возможность использования в качестве чувствительных элементов анизотропных полупроводниковых датчиков на основе поперечных термоэлектрических эффектов, возникающих под воздействием СВЧ излучения.

Целью работы является исследование возможности использования анизотропии термоэлектрических параметров монокристаллических тонких слоев антимонида кадмия в области собственной проводимости для регистрации и приема энергии ЭМВ СВЧ диапазона (импульсных или непрерывных), оценить эффективность использования таких пленок в сочетании с различными волноведущими структурами. Высокие значения анизотропии термо-ЭДС p-CdSb при комнатной температуре (240 мкВ/град) определяют перспективы создания эффективных измерителей энергии и (или) мощности СВЧ излучения в широком диапазоне частот

Научная новизна диссертации определяется результатами, впервые полученными в данной работе, и заключается в следующем:

1. Разработана и применена на практике для регистрации энергии элек-

тромагнитной волны

и стацио-

нарных поперечных термоэлектрических эффектов, возникающих в прямоугольных анизотропных термоэлементах ^^ из p-CdSb под воздействием импульсного или непрерывного СВЧ излучения.

2. Проведены экспериментальные исследования свойств анизотропных термоэлементов из p-CdSb, помещенных в различные волноведущие структуры, на воздействие импульсного и непрерывного СВЧ излучения в частотном диапазоне

3. Обнаружен эффект детектирования в образцах п-]^Ь на сапфировой подложке при комнатной температуре под воздействием СВЧ излучения.

4. При воздействии электромагнитных волн сантиметрового и миллиметрового диапазонов на структуры п-1^Ь - сапфировая подложка обнаружено преобразование частоты сигнала "вниз" и "вверх".

Практическая ценность проведенной работы определяется рядом полученных результатов, которые могут быть использованы в различных областях науки и техники:

1. Разработаны конструкции преобразователей с анизотропными термоэлементами из монокристаллических тонких слоев p-CdSb на основе различных волноведущих структур миллиметрового диапазона длин волн. .

2. Показана возможность широкополосного приема СВЧ излучения на основе исследованных эффектов. Предложены простые способы регистрации как поглощаемой, так и проходящей мощности или энергии непрерывного или импульсного СВЧ излучения анизотропными термоэлементами на открытых линиях передачи (например, ЗДВ).

3. Разработаны и прошли испытания три термоэлектрических прибора на основе поперечных термоэлектрических эффектов в анизотропных термоэлементах из p-CdSb для измерения мощности непрерывного СВЧ излучения и (или) энергии одиночных СВЧ импульсов в различных волноводах в широком диапазоне частот (как минимум в диапазоне

4. Предложена и реализована внутренняя калибровка измерительных приборов на инерционных анизотропных термоэлементах короткими импульсами постоянного тока.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

I. Феноменологическая модель нестационарных и стационарных поперечных термоэлектрических эффектов, возникающих под воздействием импульсного или непрерывного СВЧ излучения в полупроводниковых анизо-

тропных термоэлементах из р-С<18Ь, применительно для регистрации и измерения энергии электромагнитной волны на практике.

2. Способы согласования анизотропных термоэлементов со стандартным металлическим, зеркально-диэлектрическим и металлодиэлектрическим волноводами, работающими на основных типах волны.

3. Конструкции трех термоэлектрических приборов, предназначенных для измерения энергии одиночных импульсов СВЧ и (или) мощности непрерывного СВЧ излучения на частотах, как минимум,

4. Способ калибровки термоэлектрических приборов, основанный на применении импульсов постоянного тока.

5. Как показано экспериментально, в образцах п^^Ь на сапфировой подложке при комнатной температуре под воздействием электромагнитных волн сантиметрового и миллиметрового диапазонов имеют место эффекты детектирования и преобразования частоты сигнала "вниз" и "вверх".

Апробация результатов. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на VIII Всесоюзном координационном- совещании "Материаловедение полупроводниковых соединений группы (Чернов-

цы, 1990 г.), XXI Всесоюзной конференции "Радиоастрономическая аппаратура" (Ереван, 1989 г.), XIV Всесоюзной радиоастрономической конференции (Ереван, 1982 г.), научных семинарах ИРЭ РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, список которых приведен в конце реферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем диссертации составляет 150 страниц, включая 75 рисунков и 3 фотографии на 37 страницах и списка литературы из 123 наименований на 11 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обсуждается актуальность темы, формулируется цель исследований, кратко излагается структура диссертации, а также выносятся на защиту основные научные положения.

Первая глава посвящена краткому обзору литературы по исследованиям термоэлектрических эффектов. Изложена общая теория термоэлектриче-

ских явлений. Показано, что в средах с анизотропией термо-ЭДС могут существовать поперечные термоэлектрические эффекты. Рассмотрены механизмы возникновения термо-ЭДС в различных средах и требования к материалам, обеспечивающие максимальную анизотропию термо-ЭДС.

Анизотропия термо-ЭДС характеризуется разностью между двумя выбранными компонентами тензора термо-ЭДС:

где ап и о22 - главные коэффициенты термо-ЭДС.

Практическое использование анизотропии термо-ЭДС в большой мере зависит также от термоэффективности (термоэлектрической добротности) анизотропного материала.

В настоящей работе в качестве материала для создания анизотропных термоэлементов используется полупроводник антимонида кадмия с дырочной проводимостью (p-CdSb). Этот материал обладает большими значениями анизотропии термо-ЭДС и термоэффективности

град'1 при Т=400 К). Электрические и физические свойства p-CdSb довольно хорошо исследованы, он выпускается промышленностью.

Далее описываются основные свойства антимонида кадмия р-типа.

Завершается первая глава формулированием основной задачи исследований.

Во второй главе разрабатывается феноменологическая модель поперечных термоэлектрических эффектов, возникающих в прямоугольных анизотропных термоэлементах из p-CdSb под воздействием импульсного или непрерывного излучения СВЧ.

Рассмотрим образец анизотропного полупроводника, находящийся во внешнем электромагнитном поле. Последнее отдает свою энергию свободным носителям и кристаллической решетке полупроводника, создавая в его объеме, в общем случае, неоднородное и нестационарное температурное поле вид которого зависит от тепловых граничных условий на поверхности образца. При этом в полупроводнике возникает термодиффузионный ток свободных носителей с плотностью пропорциональной пространственному градиенту температуры В объеме образца возникает стороннее термоэлектрическое поле £'(г./), приводящее к появлению термо-ЭДС

Определив на основе уравнениях термодинамики необратимых процессов нестационарное распределение температуры 7"(г,/), можно найти стороннее термоэлектрическое поле Е'(г,1) и величину термо-ЭДС Е{() для конкретного полупроводникового образца. Решение этой задачи в общем случае достаточно громоздко и выходит за рамки данного исследования. Далее рассматривается наиболее важный для практики частный случай.

В качестве предмета исследований выбран прямоугольный образец анизотропного полупроводника p-CdSb на теплопроводящей подложке (рис. 1). Образец вырезан и ориентирован так, чтобы главные оси тензора термо-ЭДС а - X' [010] И У'[001] составляли угол Р с ребрами кристалла. В такой конфигурации тензор термо-ЭДС в декартовой системе координат (xyz) имеет вид:

Анизотропией величин электропроводности сг и теплопроводности % в данном случае пренебрегаем ввиду их малости.

Анализ нестационарной поперечной термо-ЭДС проводится в квазистационарном приближении, то есть в случае

В этом случае основные соотношения примут вид: Уравнение теплопроводности:

с£;(г,/)= ¿Д<5(Г,/)+£7-70(Г,/),

где д{г,1)=Т{г,{)—Т0, Т0 - температура подложки, у0(г,/) - плотность греющего тока.

Уравнение электропроводности:

] (г, I) = + = ст[я(г, /)]•

(4)

Тепловые граничные условия:

=

- = '1.0= «<о'

(5)

Величина тер я выражением:

(6)

Предположим, что проводящие контакты системы на рис. 1, предназначенные для съема напряжения термо-ЭДС, полностью покрывают боковые грани полупроводника, т.е.

Рассмотрим случай, когда СВЧ излучение нагревает весь образец равномерно. Энергия электромагнитного поля поглощается на глубине скин-слоя. Если поперечные размеры образца меньше глубины скин-слоя (Ь,(1<Д), то зависимостью плотности тока нагревающего образец, от координаты в объеме образца можно пренебречь и считать, что образец нагревается равномерно. Дальнейшее рассмотрение проводится в рамках модели одномерного нестационарного распределения температуры

При нагреве образца СВЧ излучением, с учетом принятых тепловых граничных условий, в результате остывания образца через изотермическую границу (у=0), внутри термоэлемента, вдоль оси у, возникает градиент температуры (¿ЗГ/су^О) и, следовательно, разность температуры:

С учетом сказанного выше, используя метод Фурье и метод функции источника для одномерного нестационарного распределения температуры (7), на основе соотношений (3) и (5), получаем выражение:

5(уД)=Т(у,1Ь Т0.

(7)

где а = .[хТс- температуропроводность среды.

Подставляя (8) в (6) и учитывая выражения (7) и (2) для достаточно тонкого образца (Ь,<1<Д) при его нагреве СВЧ током с плотностью /о(0 получаем выражение для величины поперечной термо-ЭДС, т. е. термо-ЭДС в направ-

лении х, перпендикулярном направлению градиента температуры:

( } щ Ы{аи-ап)М2р) £НГ тхрГ ГС*»* » V л _ г)

W лЬс £о2т + \1 а \ 2Ь )У '

с/г .(9)

Большой интерес для практики представляет случай, когда образец нагревается прямоугольным импульсом СВЧ излучения с длительностью и энергией \У|, то есть при временной зависимости мощности нагрева Р вида:

(10)

В этом случае величина термо - ЭДС (9) принимает вид:

Выражение (11) справедливо, когда время наблюдения термоотклика I превышает длительность греющего СВЧ импульса Для избежания на-

сыщения отклика образец следует нагревать мгновенно. При достаточно малых длительностях импульса (Д/, ->0) выражение (11) принимает вид:

5(Л- Щ 20) f (-1Г сзш Г(2ш + 1)л- у

лсЬ-<1 ~02т + 1 Р ( 2Ь )

(12)

Величина нестационарной поперечной термо-ЭДС на больших временах спадает экспоненциально и максимальна при

Величина термо-ЭДС достигает максимума в некоторый момент времени которое определяется из условия В случае, описываемом уравнением (11), для получаем выражение:

30

Бо- корень ^(_,у"(2т + 1)еХр[_(2ш + 1)50]=0. (14)

«•о

Время /м определяется параметрами материала полупроводника а2 =х/си прямо пропорционально квадрату толщины образца Ь.

Численные расчеты показывают, что достаточно хорошим приближением ДЛЯ оппеттелеттия является вьтпяжеттие'

32УУ, (д„ -ап)М20)(а„-а22)вт(2/7)

5 Т. »2 л • * '

к ех а 1М песо а

Видно, что уменьшение толщины образца с целью увеличения величины отклика в максимуме приводит к уменьшению его времени задержки.

Теперь рассмотрим случай, когда металлические контакты не полностью покрывают боковые грани образца (И<Ь). В этом случае выражение (12) для величины поперечной нестационарной термо-ЭДС принимает вид:

где расстояние между верхней границей металлического

контакта и облучаемой гранью образца (рис. 1).

Анализ полученных выражений показывает возможность управления инерционностью термоэлементов. Подбором соответствующих размеров термоэлемента можно добиться появления максимума термоотклика через значительное время после окончания воздействия СВЧ импульса

Спектральный анализ термоотклика показывает, что его спектр расположен в узкой области сверхнизких частот, включая нулевую частоту.

Далее в этой главе рассматривается стационарная поперечная термо-ЭДС в анизотропном термоэлементе. В этом случае образец греется непрерывным СВЧ излучением с постоянной мощностью Р. Тепло, как и в неста-

ционарном режиме, передается, в основном, через теплопроводящую поверхность у=0 к подложке. В результате поперек образца устанавливается градиент температуры и разность температур между плоскостями у=Ь и у=0. В тонком образце из выражения (8) при Д^—«я можно получить ее значение:

(17)

где Г, и Т„ - температуры верхней (у=Ь) и нижней (у=0) граней образца.

Градиент температуры создает поперечное к нему термоэлектрическое поле. Из выражения (9) при Д1,—»оодля стационарной термо-ЭДС получается:

» 2 Xd

'-Р.

(18)

Подставляя значение Р из (17) в (18) получаем выражение для отклика, выведенное впервые Томсоном:

Стационарная поперечная термо-ЭДС, как и нестационарная, равна нулю в случаях: а| 1=022 (изотропная среда) или при совпадении градиента температуры с кристаллографической осью (р=0 или 90°). Термо-ЭДС макси-мальнапри (5=45° и принимает значение:

(20)

2 Ь

Особенностью поперечной термо-ЭДС является зависимость ее значения от геометрического множителя 1/Ь. Величина эффекта растет с увеличением длины образца и уменьшением его толщины.

Третья глава представляет экспериментальные результаты исследования свойств анизотропных термоэлементов из p-CdSb, помещенных в различные волноведущие структуры.

Тонкие монокристаллические слои p-CdSb вырезались и ориентировались так, чтобы главные оси тензора термо-ЭДС [010] и [001] составляли угол

с ребрами кристалла (рис.1). Термоотклик исследовался на воздействие

как импульсного, так и непрерывного излучения СВЧ в частотном диапазоне 10-300 ГГц.

Исследования проводились на стандартных металлических, зеркально-диэлектрических и металлодиэлектрических волноводах. Для каждого типа волноводов были разработаны согласующие устройства и изучены условия

оптимального согласования. Экспериментально получено: КСВН не хуже 1.7, коэффициент отражения СВЧ излучения по мощности R не превосходил 7%.

В диапазоне частот 10 ГГц (стандартный волновод) при воздействии СВЧ импульса длительностью Д1,=1.4 мс с энергией W)=9.66xl(Г5 Дж на преобразователь с конкретным элементом была получена для вольт-джоулевой чувствительности значение В/Дж. Экспериментальная и теоретиче-

ская кривые термоотклика одинаково изменяются во времени и, в соответствии с (12), имеют формы, близкие к экспоненциальной. Спектральная плотность отклика образца лежит в области частот не более 350 Гц. Зависимость отклика в максимуме от энергии импульса СВЧ линейна. Эти данные полностью согласуются с теорией. Эксперименты в стационарном режиме дали линейную зависимость отклика от мощности с чувствительностью Кр=0.13 В/Вт. Ее теоретическое значение равно Кр=0.418 В/Вт.

Отставание экспериментальных данных от теоретических данных объясняется отклонением реальной конструкции термоэлемента от его теоретической модели, наличием паразитных потоков тепла, а также неидеальным согласованием с СВЧ излучением.

Далее приводятся результаты экспериментальных исследований анизотропных термоэлементов в волноведущей линии на основе зеркально-диэлектрического волновода (ЗДВ). Простота доступа к волноведущей области ЗДВ позволяет создание на их основе конструктивно и технологически простых преобразователей. Измерения проводились в 8"* ММ диапазоне.

Рассматривается сначала термоэлемент, расположенный рядом с ДВ на его же подложке. Были измерены распределения полей в таких связанных структурах. Наличие экспоненциально спадающего поля вне ЗДВ обеспечивает электромагнитную связь волны с включенным в ЗДВ полупроводниковым термоэлементом. Другими словами, ЗДВ и AT представляют собой связанные волноведущие структуры, вторая из которых активно поглощает электромагнитную энергию. Величина термоотклика, генерированного в результате этого поглощения, зависит от степени связи AT с ЗДВ, в частности, от геометрических размеров (длины) термоэлемента, угла и расстояния между AT и ЗДВ. Были определены оптимальные значения этих величин с целью создания измерителей мощности СВЧ излучения. В диапазоне частот 26 - 37 ГГц чувствительность таких элементов достигала значения В/Вт.

В результате экспериментальных исследований установлено, что при оптимальной связи AT с ЗДВ во всем исследовавшемся частотном диапазоне вольт-ваттная чувствительность имеет линейный характер.

При воздействии на структуру СВЧ импульса с частотой М3.5 ГГц длительностью Д1,=1.4 мс и энергией W,=0.0812 мДж была получена вольт-джоулевая чувствительность Кж= 1.2 В/Дж

Далее приводятся результаты исследований термо-ЭДС в образцах р-CdSb, закрепленных непосредственно на ЗДВ. Из-за близости значений диэлектрических проницаемостей ЗДВ (поликор) и AT (p-CdSb) степень их согласования довольно хорошая. Для лучшего согласования торцы термоэлемента были скошены. Такие структуры при чувствительности Кр~0.088 В/Вт обладают равномерной частотной характеристикой практически во всем исследуемом частотном диапазоне.

Большую вольт-ваттную чувствительность (Кр — 0,17) обеспечивает AT, расположенный на поверхности срезанного под определенным углом к продольной оси согласующего скоса на конце ДВ.

Исследования на ЗДВ указывают простые способы регистрации как полной, так и проходящей интенсивности СВЧ излучения анизотропными термоэлементами на открытых линиях передачи.

Теоретические и экспериментальные исследования показали, что поперечные термоэлектрические эффекты в AT нечувствительны к длине волны СВЧ излучения. Учитывая этот факт, в заключение главы исследуются поперечные термоэлектрические эффекты в p-CdSb для приема СВЧ излучения в диапазоне длин волн короче 2-х мм в сверхразмерных металлодиэлектриче-ских волноводах (МДВ). Описаны особенности преобразователя для такой структуры. В диапазоне длин волн 1.1 - 2.2 мм достигнута чувствительность. Кр=0.14 В/Вт. Ее теоретическое значение равно Кр=0.4 В/Вт.

В четвертой главе описываются разработанные и изготовленные измерительные приборы с чувствительными элементами в виде AT из p-CdSb.

В разработанных приборах термоэлектрический сигнал с выхода преобразователя преобразуется низкочастотными устройствами к виду, удобному для его измерения и индикации результата в цифровом виде. Чувствительность приборов ограничивается шумами измерительного устройства, тогда как верхний предел динамического диапазона определяется возможностью работы анизотропного термоэлемента в линейном режиме.

Во всех приборах применена встроенная калибровка. Она осуществляется нагревом AT, вместо СВЧ излучения, постоянным током или импульсом постоянного тока и основывается на том, что термоэлектрические эффекты являются тепловыми и их качественный характер не зависит от способа нагрева термоэлемента. Реализация первого способа калибровки требует наличие калибровочной пленки над термоэлементом для разделения каналов съема отклика и подачи калибровочной мощности Это осложняет конструкцию термоэлемента и ухудшает его параметры. Наиболее проще второй способ калибровки, где импульсы тока калибровки с известной, энергией подаются непосредственно на инерционный термоэлемент через контакты для съема отклика, а подача и съем этих сигналов разделяются по времени.

Было разработано три прибора:

1. Измеритель мощности в коротковолновой части миллиметрового диапазона. Предназначен для измерения мощности непрерывного СВЧ излучения, распространяющегося в сверхразмерном металлодиэлектрическом волноводе квадратного поперечного сечения с размерами Прибор-испытан в диапазоне длин волн мм, в пределах измеряемой мощности излучения Вт. Основу работы измерителя мощности составляет эффект возникновения стационарной поперечной термо-ЭДС в AT при тепловом воздействии измеряемой мощности. Вольт-ваттная чувствительность прибора на постоянном токе В/Вт.

2. Измеритель энергии импульсов СВЧ. Предназначен для измерения энергии (полной или проходящей) одиночных импульсов СВЧ излучения, распространяющегося в одномодовом металлическом и зеркально-диэлектрическом волноводах, в диапазонах длин волн 3 см и 8 мм. Максимальная измеряемая мощность СВЧ импульсов может иметь порядок десятки мегаватт, длительность - десятки наносекунд (энергия импульсов -10"' Дж). Динамический диапазон прибора по входу - 50 дБ. Работа прибора основана на возникновение нестационарной поперечной термо-ЭДС в AT при воздействии СВЧ импульса с последующим измерением отклика в максимуме. Чувствительность прибора в режиме калибровки В/Дж.

3. Измеритель мощности и энергии импульсов. Предназначен для измерения как поглощаемой, так и проходящей мощности непрерывного СВЧ излучения и (или) энергии одиночных СВЧ импульсов в различных волноведу-щих структурах. Работает в широком частотном диапазоне от 10 до 300 ГГц.

Его работа становится возможной вследствие реализации обоих термоэлектрических эффектов в одном и том же термоэлементе.

В пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований эффектов в изотропном полупроводнике п-1п8Ь при СВЧ нагреве.

С целью создания быстродействующих элементов экспериментально исследовались структуры монокристаллических слоев изотропного полупроводника п-1п8Ь толщиной от 2 мкм до 20 мкм, выращенных на сапфировой подложке. При воздействии на такие структуры СВЧ излучения СМ (Х=3 см) и ММ ( Х.=8 мм и А.=3мм) диапазонов длин волн наблюдался отклик в виде огибающей амплитудной модуляции СВЧ сигнала или постоянного смещения, в случае смодулированного СВЧ излучения. Исходя из удобства проведения эксперимента, исследования проводились в 3-х СМ диапазоне.

Зависимость продетектированного сигнала от напряжения смещения имеет гармонический характер. Вольтамперная характеристика исследованных структур линейна. Зависимость отклика от мощности излучения при любом смещении также линейна.

Экспериментальные исследования показали, что уменьшение поперечного размера (ширины) пленки полупроводника приводит к увеличению отклика. Материал контактов к полупроводнику (олово, индий, алюминий) не влияет на качественные и количественные характеристики наблюдаемого эффекта. Следовательно, данный эффект не связан с нелинейными эффектами: на границе металл-полупроводник, а является следствием объемных эффектов в п-1п8Ь, находящемся под воздействием СВЧ излучения.

Помимо детектирования при воздействии электромагнитных волн на структуры п-1п8Ь на сапфировой подложке были обнаружены и другие (нелинейные) эффекты - преобразование частоты сигнала «вниз» и «вверх».

В экспериментах использовались непрерывное излучение сигнала 10,274 ГГц) и импульсно модулированное с частотой модуляции ^==1 кГц излучение гетеродина. Анализ спектра возникающих в смесителе колебаний показал, что преобразованный «вниз» (гетеродинированный) сигнал имеет максимумы на частотах (частота сигнала) и (зеркальная частота), где ^4= Гс =ЮМГц (Гг = 10,284 ГГц - ЧАСТОТА ГЕТЕРОДИНА). В СЛУЧАЕ преобразованного «вверх» сигнала на анализаторе спектра в ходе экспериментов кроме основного пика соответствующего преобразуемому сигналу

наблюдались также высшие гармоники преобразованного сигнала на частотах Г„= ^ ±пГг, где ^номер гармоники. На отдельных образцах n-InSb при ^=10 МГц удавалось обнаружить 13 -ю гармонику включительно.

Наблюдавшееся преобразование сигнала линейно вплоть до мощности ~20 мВт. Потери преобразования достигали величины ~10 дБ.

Представленные в данной главе результаты экспериментальных исследований тонких монокристаллических слоев n-InSb, выращенных на подложках из сапфира, открывают новые возможности использования нелинейных явлений в n-InSb при комнатной температуре для создания детектирующих и смесительных устройств с высокой чувствительностью.

Отметим, что механизмы возникновения эффектов детектирования и преобразования частоты в образцах из чистого на сапфировой подлож-

ке под воздействием СВЧ излучения не исследованы.

Заключение

В рамках выполнения данной диссертационной работы были получены следующие наиболее важные результаты:

1. На основе построенной феноменологической модели проведено теоретическое исследование нестационарных и стационарных поперечных термоэлектрических эффектов в полупроводниках, обладающих анизотропией термо-ЭДС при комнатной температуре. В качестве объекта исследований рассмотрен полупроводник p-CdSb, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда, на теплопроводящей подложке, нагреваемый импульсным или непрерывным СВЧ излучением

2. Разработаны конструкции преобразователей с анизотропными термоэлементами из монокристаллических тонких слоев р — CdSb на основе различных волноводах миллиметрового диапазона длин волн. Рассмотрены различные условия согласования термоэлементов с СВЧ излучением.

3. Приведены результаты исследования стационарных и нестационарных поперечных термоэлектрических откликов изготовленных преобразователей на воздействие СВЧ излучения. Результаты эксперимента хорошо согласуются с результатами применения построенной феноменологической модели поперечных термоэлектрических эффектов.

4. Показана возможность широкополосного приема СВЧ излучения на основе исследованных эффектов. Подробно рассмотрены простые способы регистрации как поглощаемой, так и проходящей мощности или энергии непрерывного или импульсного СВЧ излучения анизотропными термоэлементами на открытых линиях передачи (например, ЗДВ).

5. Разработаны и прошли испытания три термоэлектрических прибора, работа которых основана на поперечных термоэлектрических эффектах в анизотропных термоэлементах из Показано, что данные приборы могут быть успешно использованы для измерения мощности непрерывного СВЧ излучения и (или) энергии одиночных СВЧ импульсов в одноволновом металлическом, зеркально-диэлектрическом, сверхразмерном металлодиэлек-трическом и др. волноводах в широком диапазоне частот (как минимум в диапазоне 10-г-300 ГГц).

6. Предложена и реализована в экспериментальных исследованиях возможность внутренней калибровки измерительных приборов с инерционными термопреобразователями на анизотропных полупроводниках короткими импульсами постоянного тока, несущими известное количество энергии. Такой способ калибровки исключает использование калибровочных пленок, что упрощает конструкцию и улучшает параметры преобразователей (следовательно, и измерителей в целом).

7. Проведено экспериментальное исследование реакции тонких монокристаллических слоев изотропного полупроводника н-1н8Ь, выращенных на подложках из сапфира, на СВЧ нагрев. Показано, что датчики из таких структур являются эффективными элементами для детектирования и преобразования частоты излучения миллиметрового диапазона электромагнитной волны при комнатной температуре. Оценена предельная чувствительность предлагаемых датчиков, ее величина может быть лучше, чем вольт-ваттная чувствительность инерционность

Г < 3• 10"" сек, потери преобразования около 10 дБ.

В ходе работы над диссертацией получено 1 авторское свидетельство на изобретение. В СКБ ИРЭ РАН выпущена опытная партия измерителя мощности в коротковолновой части миллиметрового диапазона. Разработанные в процессе выполнения диссертационной работы измерительные приборы награждены серебряной медалью ВДНХ СССР в 1988 г.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Казарян В.А, Трифонов В.И. Способ калибровки измерителя мощности на инерционном элементе.//ИРЭ АН СССР. Авторское свидетельство №1748080. Заявка № 4739095, приоритет изобретения 20.09.90., опубл. в Б.И. 15.07.92, № 26, МКИ в01Я21 /04.

2. Казарян В.А Трифонов В.И. Измеритель мощности короткой части миллиметрового диапазона.//Радиоастрономическая аппаратура. XXI Всесоюзная конференция. Тезисы докладов.- Ереван, АН Арм.ССР, ч. 1, 1989, с. 6.

3. Казарян В.А., Трифонов В.И. Измерители мощности электромагнитного излучения на основе диссипативных волноведущих структур из полупроводников группы АгВ5У/Тезисы докладов. VIII Всесоюзное координационное совещание «Материаловедение полупроводниковых соединений группы Ордена Ленина ИОНХ им. Н. С. Курнакова АН СССР, Черновицкий ордена трудового Красного знамени университет им. Ю. Федьковича, Черновцы, 1990, с. 94.

4. Казарян В. А., Падал ко А. Г. Трифонов В. И. Использование монокристаллических слоев InSb для высокочувствительного приема излучения СВЧ и КВЧ диапазонов.//Радиоастрономическая аппаратура. XXI Всесоюзная конференция. 19-21 октября 1989. Тезисы докладов. Ереван, Изд. АН Арм. ССР, 1989, с. 103-104.

5. Авакян Р.С., Бадалян Э.Г., Варельджян А.В., Габриэлян Г.Г., Есоян А.А., Казарян В.А., Мадосян Л.В., Меликян Р.Л.,Муроян А.К., Тохмахян М.Г., Модуляционный радиометр 8-мм диапазона.// Тезисы докладов XIV Всесоюзной радиоастрономической конференции. Октябрь 1982.Ереван, Арм. ССР, с. 121.

6. Казарян В.А., Трифонов В.И. Электрическое поле волн электродинамически связанных структур зеркальных волноводов. // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот, т. 10, выпуск 1(33), 2002, с. 69-71.

7. Казарян В.А., Толмачев М. М., Трифонов В.И. Нестационарная поперечная термо-ЭДС в анизотропных термоэлементах из p-CdSb при воздействии СВЧ импульса. // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот, т. 10, выпуск 1(33), 2002, с. 72-76.

8. Казарян В.А. Удостоверение на серебряную медаль ВДНХ СССР за достигнутые успехи в развитии народного хозяйства СССР, №10427. Постановление от 14.06.88 г., №309. Н.

Подписано в печать 05.07.04. Формат 60x84/16. Объем 1,16 усл. п. л. Ротапринт ИРЭ РАН. Заказ № 5.Тираж 100 экз.

■ 1 48 2 8

Введение.

ГЛАВА 1. Термоэлектрические эффекты (обзор литературы).

1.1. Термоэлектрические явления.

1.2. Механизм возникновения термо-ЭДС.

1.3. Условия возникновения анизотропии термо-ЭДС.

1.4. Термоэлектрические материалы.

1.5. Основная задача исследований.

ГЛАВА 2. Поперечные термоэлектрические эффекты в анизотропных термоэлементах при воздействии СВЧ излучения.

2.1. Общие соотношения для термоэлектрических эффектов в анизотропных полупроводниках.

2.2. Прямоугольный анизотропный термоэлемент.

2.3. Нестационарная термо-ЭДС в анизотропном термоэлементе.

2.4. Анализ нестационарной термо-ЭДС.

2.5. Спектральная характеристика термоэлектрического отклика.

2.6. Стационарная термо-ЭДС в анизотропном термоэлементе.

ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование поперечных термоэлектрических эффектов в анизотропных термоэлементах из р — CdSb

3.1. Подготовка анизотропных термоэлементов для экспериментальных исследований.

3.2. Исследование анизотропных термоэлементов на стандартных волноводах.

3.3. Зеркальные диэлектрические волноводы.

3.4. Электрическое поле волн электродинамически связанных структур зеркальных волноводов.

3.5. Исследование AT, электродинамически связанного с ЗДВ.

3.6. Влияние длины термоэлемента на генерацию термоотклика в связанных линиях.

3.7. Определение оптимальной ориентации AT относительно ЗДВ

3.8. Возникновение термо-ЭДС в анизотропных полупроводниках, закрепленных над ЗДВ.

3.9. Нестационарный поперечный термоотклик в AT при Л = 8 мм.

3.10. Использование поперечных термоэлектрических эффектов для приема СВЧ излучения в МДВ.

ГЛАВА 4. Измерительные приборы на термоэлектрическом эффекте.

4.1. Основные положения.

4.2. Принцип работы термоэлектрических измерительных приборов.

4.3. Калибровка измерительных приборов. а. Калибровка на постоянном токе. б. Калибровка импульсом постоянного тока.

4.4. Измеритель мощности в коротковолновой части миллиметрового диапазона.

4.5. Измеритель энергии импульсов СВЧ.

4.6. Измеритель мощности и энергии импульсов.

ГЛАВА 5. Экспериментальные исследования эффектов в n — InSb при СВЧ нагреве.

5.1. Исследование детектирующего эффекта в монокристаллических слоях п — InSb на подложке из сапфира при воздействии СВЧ излучения.

5.2. Исследование эффектов преобразования частоты сигнала в образцах п — InSb на сапфире.

5.3. Использование монокристаллических слоев InSb для высокочувствительного приема излучения диапазонов СВЧ и КВЧ.

В последние десятилетия ушедшего века появилась тенденция к широкому использованию электромагнитных волн миллиметрового (ММ) и субмиллиметрового диапазонов в различных областях науки и техники. В настоящее время множество приборов и устройств работают именно в этом диапазоне длин волн. Среди них важное место занимают устройства, фиксирующие интенсивность излучения электромагнитной волны (ЭМВ). Однако, существующие в настоящее время приемники, вследствие тех или иных причин, не могут полностью решить проблему эффективного приема ММ излучения и остается весьма актуальной задача создания новых типов приемных устройств, в частности, устройств, обеспечивающих регистрацию, контроль и измерение интенсивности СВЧ излучения (как непрерывного, так и импульсного), способных работать в широком диапазоне частот с различными типами волноведущих структур ММ диапазона ЭМВ. Особенно важным является создание широкополосных чувствительных элементов (датчиков), работающих при комнатной температуре и устойчивых к выгоранию при кратковременных перегрузках.

В предлагаемой работе рассматривается возможность использования в качестве чувствительных элементов анизотропных полупроводниковых датчиков на основе поперечных термоэлектрических эффектов, возникающих под воздействием СВЧ излучения.

Структура диссертации.

В первой главе приводится краткий обзор литературы, посвященной исследованиям термоэлектрических эффектов. На основе законов термодинамики показывается, что в средах с анизотропией термо-ЭДС могут существовать поперечные термоэлектрические эффекты. Рассматриваются механизмы возникновения термо-ЭДС в различных средах, а также условия осуществления максимальной анизотропии термо-ЭДС. Описываются основные свойства полупроводникового соединения антимонида кадмия с дырочной проводимостью p-CdSb), используемого в данной работе в качестве материала для создания анизотропных термоэлементов (AT).

В заключение главы приводится постановка основной задачи, рассматриваемой в настоящей диссертационной работе.

Во второй главе разрабатывается феноменологическая модель поперечных термоэлектрических эффектов, возникающих в прямоугольных AT из p-CdSb под воздействием импульсного или непрерывного излучения СВЧ. Рассматриваются временные зависимости термоотклика от начальных и граничных условий нагрева AT, а также от параметров полупроводникового материала и металлических контактов на торцах термоэлемента, предназначенных для «съема» термоэлектрического отклика. Здесь же приводятся результаты спектрального анализа термоотклика.

Третья глава представляет экспериментальные результаты исследования свойств прямоугольных анизотропных термоэлементов из р — CdSb, помещенных в различные волноведущие структуры. Исследован термоотклик на воздействие импульсного и непрерывного СВЧ излучения в частотном диапазоне 10-5-300/71/. Приводятся результаты анализа экспериментальных исследований, а также сравнение опытных данных с результатами применения построенной феноменологической модели поперечных термоэлектрических эффектов.

Четвертая глава описывает три измерительных прибора, разработанных автором в рамках выполнения диссертационной работы. Работа этих приборов основана на эффектах возникновения напряжений поперечных термо-ЭДС в объемных AT из p — CdSb при комнатной температуре. Здесь же представлен способ калибровки термоэлектрических приборов, основанный на применении импульсов постоянного тока.

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований объемных эффектов в изотропных полупроводниках при СВЧ нагреве. Подробно исследуются свойства монокристаллических слоев п - InSb на теплопрово-дящей подложке при комнатной температуре. Обсуждается возможность создания высокочувствительных датчиков малой инерционности на основе таких слоев для детектирования и преобразования частоты излучения миллиметрового диапазона электромагнитной волны.

В заключении приводятся основные результаты и выводы диссертационной работы.

Положения, выносимые на защиту;

1. Феноменологическая модель нестационарных и стационарных поперечных термоэлектрических эффектов, возникающих под воздействием импульсного или непрерывного СВЧ излучения в полупроводниковых анизотропных термоэлементах из р - CdSb, применительно для регистрации и измерения энергии электромагнитной волны на практике.

2. Способы согласования анизотропных термоэлементов со стандартным металлическим, зеркально-диэлектрическим и металлодиэлектрическим волноводами, работающими на основных типах волны.

3. Конструкции трех термоэлектрических приборов, предназначенных для измерения энергии одиночных импульсов СВЧ и (или) мощности непрерывного СВЧ излучения на частотах, как минимум, lO-т-ЗОО ГГц.

4. Способ калибровки термоэлектрических приборов, основанный на применении импульсов постоянного тока.

5. Как показано экспериментально, в образцах n-InSb на сапфировой подложке при комнатной температуре под воздействием электромагнитных волн сантиметрового и миллиметрового диапазонов обнаружены эффекты детектирования и преобразования частоты сигнала "вниз" и "вверх".

Заключение

В рамках выполнения данной диссертационной работы были получены следующие наиболее важные результаты:

1. На основе построенной феноменологической модели проведено теоретическое исследование нестационарных и стационарных поперечных термоэлектрических эффектов в полупроводниках, обладающих анизотропией термо-ЭДС при комнатной температуре. В качестве объекта исследований рассмотрен полупроводник p-CdSb, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда, на теплопроводящей подложке, нагреваемый импульсным или непрерывным СВЧ излучением.

2. Разработаны конструкции преобразователей с анизотропными термоэлементами из тонких монокристаллических слоев р — CdSb на основе различных волноведущих структур миллиметрового диапазона длин волн. Рассмотрены различные условия согласования термоэлементов с СВЧ излучением.

3. Приведены результаты исследования стационарных и нестационарных поперечных термоэлектрических откликов изготовленных преобразователей на воздействие СВЧ излучения. Результаты эксперимента хорошо согласуются с результатами применения построенной феноменологической модели поперечных термоэлектрических эффектов.

4. Показана возможность широкополосного приема СВЧ излучения на основе исследованных эффектов. Подробно рассмотрены простые способы регистрации как поглощаемой, так и проходящей мощности или энергии непрерывного или импульсного СВЧ излучения анизотропными термоэлементами на открытых линиях передачи (например, ЗДВ).

5. Разработаны и прошли испытания три термоэлектрических прибора, работа которых основана на поперечных термоэлектрических эффектах в анизотропных термоэлементах из р - CdSb. Приведены основные конструктивные и технико-эксплуатационные характеристики этих приборов. Показано, что данные приборы могут быть успешно использованы для измерения мощности непрерывного СВЧ излучения и (или) энергии одиночных СВЧ импульсов в одноволновом металлическом, зеркально-диэлектрическом, сверхразмерном металлодиэлектрическом и др. волноводах в широком диапазоне частот (как минимум в диапазоне 10 -г- 300 ГГц ).

6. Предложена и реализована в экспериментальных исследованиях возможность внутренней калибровки измерительных приборов с инерционными термопреобразователями на анизотропных полупроводниках короткими импульсами постоянного тока, несущими известное количество энергии. Такой способ калибровки исключает использование калибровочных пленок, что упрощает конструкцию и улучшает параметры преобразователей (следовательно, и измерителей в целом).

7. Проведено экспериментальное исследование реакции тонких монокристаллических слоев изотропного полупроводника n — InSb, выращенных на подложках из сапфира, на СВЧ нагрев. Показано, что датчики из таких структур являются эффективными элементами для детектирования и преобразования частоты излучения миллиметрового диапазона электромагнитной волны при комнатной температуре. Получена предельная чувствительность предлагаемых датчиков, ее величина может быть лучше, чем 10~9 Вт/^[Гц, вольт-ваттная чувствительность Кр > 100 В/Вт, инерционность г<3-10~п сек, потери преобразования около 10 дБ.

Материалы диссертационной работы изложены в 11 научных работах, в том числе в 8 печатных. Основные результаты диссертации получены в ходе проведения 3-х научно-исследовательских работ ([55], [56], [65]). Результаты работы опубликованы в 2 статьях ([122], [123]), доложены на 4 научных конференциях ([108], [111], [112], [113]), на семинарах ИРЭ РАН. В ходе работы над диссертацией получено 1 авторское свидетельство на изобретение ([107]). Выпущена опытная партия измерителя мощности в коротковолновой части миллиметрового диапазона СКБ ИРЭ РАН СССР. Разработанные в процессе выполнения диссертационной работы измерительные приборы награждены серебряной медалью ВДНХ СССР в 1988 г. ([104]).

В заключение, автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю — доктору физико-математических наук, профессору Любчен-ко В. Е. и кандидату физико-математических наук, ведущему научному сотруднику Трифонову В. И. за большую помощь и постоянный интерес к данной работе на всех этапах ее выполнения, а также Толмачеву М. М. за сотрудничество в теоретической части работы. Автор искренне благодарен своей жене — Матосян Ж. В. за моральную поддержку в завершении работы, настоящая работа посвящается ей.

1. Самойлович А.Г., Коренблит J1.JI. Современное состояние теории термоэлектрических и термомагнитных явлений в полупроводниках. Часть 1. Термодинамическая теория. // УФЫ, т. 49, № 2, 1953. с. 243-272.

2. Пригожим И. Введение в термодинамику необратимых процессов. —М.: Изд. иностр. лит., 1960. 127 с.

3. Самойлович А.Г. Термодинамика и статистическая физика. —М.: Гостехиздат, 1955. 368 с.

4. Domenicalli СИ. A. Irreversible thermodynamics of thermoelectricity. // Rev. Mod. Phys., v. 26, N 2, 1954. p. 237-275.

5. Тацу Я. Фото- и термоэлектрические явления в полупроводниках. -М.: Изд. иностр. лит., 1962. 253 с.

6. Анатычук И.И., Выграненко Ю.В., Jlycme О.Я., Пинчук И.И. Распределение потенциалов в однородном изотропном полупроводнике при большом градиенте температуры. // ФТП, т. 6, № 5, 1972. с. 981-982.

7. ВейнгерА.И., Крамер Н.И., Парщкий Л.Г., АбдиновА.Ш. Возникновение термо-ЭДС в однородном полупроводнике (явление Бенедикса) при разогреве насителей тока СВЧ полем в германии. // ФТТ, т. 6, № 5, 1972. с. 915-921.

8. Lukosz W. Geschlossene elektrische strome in thermoelektrisch anisotropen kristallen. // Z. Naturforsch., b. 19a, N 13, 1964. s. 1599-1610.

9. Анатычук Л.И., Искра В.Д., Лусте О.Я. Влияние примесей на термоэлектрические свойства анизотропных материалов. //УФЖ, т. 14, № 1, 1969. с. 151156.

10. Самойлович А.Г., Коренблит Л.Л. Вихревые термоэлектрические токи в анизотропной среде. // ФТТ, т. 3, № 7, 1961. с. 2054-2059.

11. Анатычук Л. И., Лусте О.Я. Вихревые термоэлектрические токи и вихревые термоэлементы (обзор). // ФТП, т. 10, № 5, 1976. с. 817-832.

12. JustiE. Патент ФРГ № 1076210.

13. Пилат ИМ., Беликов А.Б., Казанская JI.JJ., АщеуловА.А. Влияние анизотропии теплопроводности на поперечную термо-ЭДС в анизотропных средах. //ФТП, т. 10, №5, 1976. с. 1019-1021.

14. ИоффеА.Ф. Полупроводниковые термоэлементы. —M.-JL: Изд. АН СССР, 1960. 188 с.

15. Анселъм А.И. Введение в теорию полупроводников. —М—JL: Физматлит, 1962.418 с.21 .Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства. Справочник. —Киев: Наукова думка, 1979. 768 с.

16. Андроник И.К., КотМ.В. Зависимость подвижности носителей тока в кристаллах антимонида кадмия от температуры. // Изв. АН СССР, серия физическая, т. 28, № 6, 1964. с. 1028-1032.

17. Кот М.В., КрецуИ.В. Зависимость подвижности носителей тока в кристаллах антимонида цинка от температуры. // Изв. АН СССР, серия физическая, т. 28, № 8, 1964. с. 1295-1299.

18. Грабов В.М., Иванов Г.А. О поведении дифференциальной термо-ЭДС в сплавах висмута. // ФТТ, т. 8, № 8, 1966. с. 2460-2461.

19. Гусев С.М. Зависимость свойств кристаллов CdSb, легированных элементами IV и VI групп, от концентрации примеси. // Изв. АН СССР, серия физическая, т. 28, № 6, 1964. с. 1033-1039.

20. Анатычук Л.И, Искра В.Д., ЛустеО.Я. Вихревые термоэлектрические токи в Ge.llИзв. ВУЗов в СССР, физика, № 2, 1968. с. 127-128.

21. ГицуД.В., Иванов Г.А., Попов A.M. О термоэлектродвижущей силе в висмуте и его сплавах с теллуром. // ФТТ, т. 4, № 1, 1962. с. 22-28.

22. ЗЗ.Коренблит Л.Л. Исследование замкнутых термоэлектрических токов в анизотропных кристаллах. // ФТТ, т. 6, № 10, 1964. с. 3059-3064.

23. ЗА.АнатычукЛ.И, ЛустеО.Я. Вихревые термоэлектрические токи в CdSb. II ФТТ, т. 8, № 8, 1966. с. 2492-2494.

24. Анатычук Л.И., Лусте О.Я. Исследование замкнутых термоэлектрических токов в зонально неоднородных средах. //УФЖ, т. 14, №8, 1969. с. 13911395.

25. Анатычук Л.И, ЛустеО.Я. Вихревые термоэлектрические токи и поперечная термо-ЭДС в зонально неоднородных пластинках. // Изв. ВУЗов СССР, физика, т. 6,№1, 1969. с. 134-136.

26. АнатычукЛ.И, ДимитрачукВ.Т., ЛустеО.Я., ЦыганюкЮ.С. Вихревой термоэлектрический ток в нестационарном температурном поле. // Изв. ВУЗов СССР, физика, № 3, 1972. с. 23-29.

27. Коломоец Н.В., Рябошанко В.А., Полников В.Г. Вихревые термоэлектрические токи в тонких пленках. // ФТП, т. 8, № 10, 1974. с. 1999-2001.

28. Анатычук Л.И., Искра В.Д., Лусте О.Я. Метод определения термоэффективности анизотропных материалов. // УФЖ, т. 13, № 7, 1968. с. 1226-1228.

29. СамойловичА.Г., Слипченко В.Н. Исследование КПД анизотропных термоэлементов. // ФТП, т. 9, № 10, 1975. с. 1897-1901.41 .Регелъ А.Р., Стильбанс Л.С. О термоэлектрической энергетике. // ФТП, т. 1, № И, 1967. с. 1614-1619.

30. JCozapm К. Материалы, используемые в полупроводниковых приборах. —М.: Мир, 1968. 349 с.

31. Соколовский К.А. Получение монокристаллов и физико-химические свойства диарсенидов кадмия, цинка и эвтектических композиций на их основе. / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. -М.: ИОНХ АН СССР, 1984.

32. Анатычук JJ.К, Лусте О.Я. Анизотропия термо-ЭДС CdSb. // УФЖ, т. 11, № 9, 1966. с. 971-977.

33. Пилат И.М. Электрические свойства интерметаллических соединений СЖ.//ЖТФ, т. 27, № 1, 1957. с. 119-122.4%.Най Дж. Физические свойства кристаллов. —М.: Мир, 1967.

34. Пилат И.М., Анатычук Л.И., Любченко А.В. Теплопроводность сурьямисто-го кадмия. // ФТТ, т. 4, № 6, 1962. с. 1649-1654.

35. Анатычук Л.И., Гнатюк A.M. Электрические и термоэлектрические исследования CdSb. II Изв. АН СССР, неорган, материалы, т. 8, № 1, 1972. с. 44-48.

36. ЪХ.КотИ.М., АнатычукЛ.И. Анизотропия теплопроводности антимонида кадмия. // Изв. АН СССР, серия физическая, т. 28, № 6, 1964. с. 1040-1043.

37. Юрков В.А., Алексеев Н.Е. Термоэлектрические свойства сплавов Cd — Sb. IIЖТФ, т. 26, № 4, 1956. с. 911-912.

38. Шевченко В.Я., Гончаров А.Д., Лазарев В.Б., Маркович В.Б., Рудольф Г. Получение тонких слоев полупроводниковых веществ направленной кристаллизацией расплава. -М.: ИОНХ АН СССР, 1973.

39. ЪА.Падалко А. Т. Физико-химическое исследование процессов получения тонких слоев некоторых полупроводниковых веществ направленной кристаллизацией расплава. / Автореферат диссертации. —М.: ИОНХ АН СССР, 1979.

40. Исследование возможности создания измерителя энергии мощных одиночных импульсов СВЧ излучения на основе термоэлектрических свойств полупроводниковых соединений. /Отчет ИРЭ АН СССР, № 176/169-3-83. Шифр «Алиса-ИРЭ», М., 1984.

41. Исследование возможности создания измерителей мощности коротковолновой части миллиметрового диапазона на основе термоэлектрических явлений в полупроводниках. / Отчет ИРЭ АН СССР, № 173-3-87, Шифр «Алиса— 2ИРЭ», М., 1987.

42. Самойлович А.Г. Проблемы современной физики. / Сб. ст., Л., 1980.

43. Гуров К П. Феноменологическая теория необратимых процессов. —М.: «Наука», 1978.

44. Самойлович А.Г., БудаИ.С. Теория эффекта увлечения электронов фонона-ми. // ФТП, т. 9, № 8, 1975. с. 1478-1484.

45. Смит Р. Полупроводники. —М.: Изд. иностр. лит., 1962. 468 с.

46. JCapKeeu4 А.А. Спектры и анализ. —М.: Связьиздат, 1962.

47. JCapKeeun А. А. Основы радиотехники. —M.: Связьиздат, 1962.

48. Разработка широкополосных элементов трактов на основе зеркального диэлектрического волновода для измерительной аппаратуры КВЧ диапазона. / Отчет ИРЭ АН СССР, № 138-24-89. Шифр «Зевс-Модуль», М., 1989.

49. Трифонов В.И. Болометр на эффекте Холла. // ФТП, т. 1, № 9, 1967. с. 13421350.

50. Solbach К., Wolfl. The electromagnetic fields and the phase constants of dielectric image lines. // IEEE Trans. On MTT, v. 26, N 4. April, 1978. p.266-274.

51. MareatiIi E.A.J. Dielectric rectangular waveguide and directional coupler for integrated optics. // B.S.T.J., v. 48, N 7, 1969. p. 2071-2132.

52. Shindo S., Itanami T. Low-loss rectangular dielectric image line for millimeter-wave integrated circuits. // IEEE Trans. On MTT, v. 26, N 10, 1978. p. 749-750.

53. Сазонов Д.М., ГридинА.Н., Мишустин Б.А. Устройства СВЧ. —М.: Высшая школа, 1981. 295 с.

54. Конструкции СВЧ устройств и экранов. / Под ред. A.M. Чернушенко, -М.: Радио и связь, 1983. 400 с.

55. Klaus S. The calculation and measurement of the coupling properties of dielectric image lines of rectangular cross section. // IEEE Trans. On MTT, v. 27, N 1, 1979. p. 54-58.

56. Tiwari А.К., Bhat В., Singh R.P. Generalized coupled dielectric waveguide and its variants for millimeter-wave applications. // IEEE Trans. On MTT, v. 34, N 8, 1986. p. 869-875.

57. Lanfen Qi, LigunXu, IeZuo Image guide couplers used in millimeter wave integrated circuits. // International J. Of integrated and millimeter waves, v. 9, N 12, 1988. p. 1051-1056.

58. SA.BirandM.T., GelsthorpeR.V. Experimental millimetric array using dielectric radiators fed by means of dielectric waveguide. //Electronic letters, v. 17, N 18, 1981. p. 633-635.

59. S5.Itoh T. Open guiding structures for millimeter wave integrated circuits. // Microwave J., September, 1982. p. 113-126.

60. Rutledge D.B., Schwarz S.E., Hwang T.-L., Angelakos D.J., Mei K.K., YokotaS. Antennas and waveguides for far-infrared integrated circuits. // IEEE J. Of quantum electronics, v. 16, N 5, 1980. p. 508-516.

61. Klonh K.L. Metall walls in close proximity to a dielectric waveguide antenna. // IEEE Trans. On MTT, v. 29, N 9, 1981. p. 962-966.

62. Ш.Мурмужев Б.А., Трифонов В.И. Сверхвысокочастотный измеритель мощности. / Положительное решение о выдаче авторского свидетельства по заявке № 4446652/24-09/097728, приоритет от 24.06.88.

63. Гигоян С.С., МурмужевБ.А. Широкополосные ответвители на зеркальных диэлектрических волноводах. // Радиотехника, № 2, 1988. с. 86-87.

64. Казанцев Ю.Н., Харлашкин О.А. Прямоугольные волноводы класса «полый диэлектрический канал». //Радиотехника и электроника, т. 23, № 10, 1978. с. 2060-2068.

65. Техника субмиллиметровых волн. / Под ред. проф. Р.А. Валитова. —М.: Сов. Радио, 1969. 480 с.

66. Билько М.И., Томашевский А.К., Шаров /7.77., Баймурагпов Е.А. Измерение мощности на СВЧ. -М.: Сов. Радио, 1976. 168 с.9%.Тимер Ф. Техника измерений на сверхвысоких частотах. —М.: Физматлит, 1963. 368 с.

67. Измерения на миллиметровых и субмиллиметровых волнах. Методы и техника. /Под ред. Р.А. Валитова и Б.И. Макаренко. —М.: Радио и связь, 1984. 295 с.

68. Benson F.A., Tuscher F.J. Some guiding structures for millimeter waves. // Proc. IEE, v. 131, Pt. A, N 7, 1984. p. 429-449.

69. Anderson T.N. State of the waveguide art. //Microwave J., December, 1982. p. 22-48.

70. Нетепловое воздействие импульсного СВЧ излучения на биологические объекты. / Отчет ИРЭ АН СССР, № 169-18-80, Шифр «Мишень-ИРЭ», М., 1981.

71. Райзер М.Д., ЦоппЛ.Э. Детектирование и излучение мощности СВЧ излучения наносекундной длительности. // Радиотехника и электроника, т. 20, № 8, 1975. с. 1691-1693.

72. Казарян В.А. Удостоверение на серебряную медаль ВДНХ СССР за достигнутые успехи в развитии народного хозяйства СССР, № 10427. Постановление от 14.06.88г., № 309.Н.

73. Билько М.К, Томашевский А.К. Измерители мощности на СВЧ. —М.: Сов. Радио, 1986.

74. Clark R.F. The microcalorimeter as a national microwave power standard. // Proc. IEEE, v. 74, N 1, 1986. p. 102-104.

75. Казарян В.А., Трифонов В.И. Способ калибровки измерителя мощности на инерционном элементе. / ИРЭ АН СССР. Авторское свидетельство1748080. Заявка №4739095, приоритет изобретения 20.09.90., опубл. в Б.И. 15.07.92., № 26, МКИ G01R21/04.

76. Казарян В.А., Трифонов В.И. Измеритель мощности короткой части миллиметрового диапазона. / Радиоастрономическая аппаратура. XXI Всесоюзная конференция. Тезисы докладов. —Ереван, АН Арм. ССР, ч. 1, 1989. С. 6.

77. Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем. -М.: Радио и связь, 1985.

78. Измеритель мощности излучения. Авторское свидетельство №693782 с приоритетом от 14.11.77.

79. Клич С.М. Проектирование СВЧ устройств радиоприемных устройств. — М.: Энергия, 1969.

80. Еселкина Н.А., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н. Радиотелескопы и радиометры. -М.: Наука, 1973.

81. Кристаллические детекторы. /Под ред. Е.Я. Пумпера, -М.: Сов. Радио, т. 1,2, 1950.

82. Наследов Д.Н., Халилов А.Ю. Электрические свойства InSb. IIЖТФ, т. 25, № 1, 1956. с. 6-14.

83. ГалавановВ.В. О ширине запрещенной зоны InSb. //ЖТФ, т. 27, №4, 1957. с. 651-655.

84. Виноградова К.И., Галаванов В.В., Наследов Д.Н. Получение сурьямисто-го индия высокой степени чистоты методом зонной плавки. // ЖТФ, т. 27, №9, 1957. с. 1976-1986.

85. Моделунг О. Физика полупроводниковых соединений элементов III и V групп. -М.: «Мир», 1967.

86. Аммонтас С. Электроградиентные явления в полупроводниках. / Серия электроны в полупроводниках, т. 5, Вильнюс, Мокелас, 1984.122.

87. Казарян В. А., Трифонов В. И. Электрическое поле волн электродинамически связанных структур зеркальных волноводов. // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот, т. 10,выпуск 1 (33), 2002, с. 69-71.

88. Казарян В. А., Толмачев М. М., Трифонов В. И. Нестационарная поперечная терм-ЭДС в анизотропных термоэлементах из p-CdSb при воздействии СВЧ импульса. // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот, т. 10,выпуск 1 (33), 2002, с. 72-76.