DE1288651B - Anordnung elektrischer Dipole fuer Wellenlaengen unterhalb 1 mm und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung elektrischer die Trägersubstanz ein Halbleitermaterial ist und mit Dipole für Wellenlängen unterhalb lmm, bestehend '""aeä Stäbchen ein Biitejäikum eines binären oder

aus elektrisch gut leitenden, parallel ausgerichteten quasibinären Systems bildet.

Stäbchen mit Längen unterhalb lmm, die in' ein Im Prinzip kann dabei ein halbleitender Stdff und elektrisch schlecht leitendes Medium (Trägersubstanz) 5 ein zweiter, bei der Kristallisation zur Stäbcheneingebettet sind, und Verfahren zur Herstellung einer bildung neigender Stoff zusammengeschmolzen und solchen Anordnung. anschließend einem gerichteten Erstarrungsprozeß

Bringt man einen elektrisch leitenden Stab in ein unterworfen werden. Der Erstarrungsprozeß soll so elektromagnetisches Wechselfeld, so nimmt der Stab geführt werden, daß die Stäbchen ausgerichtet und Energie aus dem Feld auf und strahlt sie senkrecht io voneinander getrennt in der nahezu isolierenden zu seiner Längsachse allseitig wieder ab. Voraus- Trägersubstanz eingebettet liegen. Vorteilhafterweise setzung ist dabei, daß der Vektor der elektrischen .'ist die Tfägersubstanz außerhalb der eigenen AbFeldstärke parallel zur Stabachse schwingt und die sorption für Wellen unter lmm Länge gut durch-Länge des Stabes angenähert die gleiche Länge wie lässig. Die Trägersubstanz soll ein Halbleitermaterial die auffallende elektrische Welle hat, der Durch- 15 sein, das unterhalb der Wellenlänge, welche· durch messer dagegen wesentlich kleiner als die Wellen- die Breite der verbotenen Zone gegeben ist, stark länge ist. Die über den Stab wandernde Welle yer- und bei Wellenlängen darüber wenig absorbiert,
liert also Energie, die quer zur Fortpflanzungsrichtung Ist eine Ausrichtung der Stäbchen mit Hilfe eines gestreut wird. Schwingt dagegen der Vektor der gerichteten Erstarrungsprozesses nicht möglich, so elektrischen Feldstärke senkrecht zur Längsachse, so ao kann sie durch eine äußere Kraft, beispielsweise mit sind die Schwächung der über den Stab laufenden Hilfe eines äußeren Magnetfeldes, erzielt werden. Welle und die damit verbundene Streuung sehr Eine weitere Möglichkeit zur Ausrichtung der Stäbgering. Sind mehrere solche Stäbe lic parallel neben- chen besteht 'darin,' daß man die Schmelze aus dem einander angeordnet (Fig. 1), dann wird die elektro- strömenden Zustand heraus erstarren läßt. Durch den magnetische Welle B, deren Feldstärkevektor parallel 35 Strömungsprozeß werden die normalerweise in ihrer zu den Stabachsen schwingt, stark geschwächt durch Richtung statistisch verteilten Stäbchen zueinander das Gitter hindurchkommen und hinter dem Gitter parallel ausgerichtet und in dieser Form in die mit der geringen Amplitude b bemerkbar sein. erstarrende Schmelze eingebettet. Als Trägersubstanz Dagegen durchläuft die elektromagnetische Welle A eignen sich beispielsweise Indiumantimonid, Galliumdas Gitter nahezu ohne Beeinträchtigung der Ampli- 30 antimomd und Germanium. Wird InSb verwendet, rude (α hinter dem Gitter). so lassen sich beispielsweise leitende Stäbchen aus Sb,

Ein Dipol für Wellenlängen unter etwa 10 bis 50 μ CrSb₂, MnSb, NiSb oder FeSb₂ herstellen. In GaSb

muß also außerordentlich kleineAbmessungen haben: . ergibt ein Überschuß von Sb, in Ge ein Zusatz von Ni

Der Durchmesser der Stäbchen soll kleiner als 1 μ oder Co leitende Stäbchen.

sein, die Länge mehrere Mikron betragen. Für ein 35 Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnun-

polarisierend wirkendes Gitter aus Dipolen müssen gen verwiesen.

die Stäbchen außerdem parallel ausgerichtet und in Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines

dieser Stellung gehalten werden. Verschiedene künst- Dipolgitters;

liehe Kristalle, sogenannte künstliche pleochroistische Fig. 2 stellt eine nach einem der Verfahren her-Kristalle, die elektromagnetische Wellen polarisieren, 40 gestellte Anordnung elektrischer Dipole dar;
sind bereits aus der USA.-Patentschrift 2643 336 Fig. 3 gibt Durchlässigkeitskurven eines Indiumbekanntgeworden. Bei der Herstellung solcher Kri- antimonidscheibchens mit Nickelantimonidstäbchen stalle werden vorgefertigte kleine elektrisch leitende wieder.

Körper bestimmter Form, z.B. Stäbchen, in einem Wie eingangs bereits erläutert, ist Fig. 1 eine dielektrischen Medium, der sogenannten Träger- 45 schematische Darstellung eines Gitters aus mehreren substanz, in ähnlicher örtlicher Verteilung angeord- parallel nebeneinander angeordneten Stäben lla. Die net wie in einem natürlichen pleochroistischen Kri- Polarisationsrichtung A eines elektromagnetischen stall. Um eine solche Verteilung in derTrägersubstanz Wechselfeldes läuft nahezu ungeschwächt durch das zu erreichen, sind recht schwierig zu handhabende Gitter {Amplitude α hinter dem Gitter), während die und aufwendige Mittel, z.B. mechanischer, photo- 50 elektromagnetische WelleB durch das Gitter stark chemischer oder elektromagnetischer Art, erforder- geschwächt wird und nach dem Durchgang mit der lieh. Auch müssen die in der USA.-Patentschrift für geringen Amplitude b erscheint.
Wellenlängen unterhalb 1 mm vorgeschlagenen In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäß, beispielsweise Trägersubstanzen (wie .Schwefel- und Kochsalz- aus Indiumantimonid, hergestellter Halbleiterkörper kristalle oder Paraffin) gegenüber Einflüssen der 55 10 dargestellt, in dessen Innerem sich Stäbchen-Atmosphäre isoliert werden, förmige Einschlüsse, beispielsweise aus Nickel-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine antimonid, befinden. Die Stäbchen 11 sind mit AbAnordnung elektrischer Dipole für Wellenlängen stand voneinander über den ganzen Körper verteilt, unterhalb 1 mm zu schaffen, die einerseits gegenüber und ihre Längsachsen sind parallel zueinander ausden normalen Außeneinflüssen unempfindlich ist und 60 gerichtet. Die NiSb-Stäbchen in InSb haben einen die andererseits dadurch auf einfache Weise herstell- Durchmesser von etwa 1 μ und Längen zwischen 10 bar ist, daß nach einem nicht veröffentlichten Vor- und 50 .μ Da die Abstände der Stäbchen statistisch schlag ohne Vorfertigung der als Dipole wirkenden schwanken, kommt es nicht zu einer selektiven Stäbchen ein Halbleitermaterial und ein elektrisch Streuung einer drehenden Welle in einer bestimmten gut leitendes Material zusammengeschmolzen und 65 Richtung. Das bestätigen die Kurven der Fig. 3, in anschließend einem gerichteten Erstarrungsprozeß der auf der Ordinate die Durchlässigkeit D in Proausgesetzt werden. zenten und auf der Abszisse der Winkel ψ zwischen

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß den Stäbchenachsen und dem magnetischen Vektor

in Winkelgraden aufgetragen sind. Die für die Wellenlängen von 14,0, 12,0, 10,5 und 8,0 μ dargestellten Kurven geben die Durchlässigkeit eines 20 μ dicken Indiumantimonidscheibchens mit 1,8 Gewichtsprozent Nickelantimonid in Abhängigkeit vom Winkel ψ wieder. Die Kurven lassen erkennen, daß die polarisierende Wirkung der Stäbchen mit von 8 auf 14 μ zunehmender Wellenlänge größer wird und daß sie für das Verhältnis geringste Durchlässigkeit zu größte Durchlässigkeit = 1:10 bei 14 μ Wellenlänge liegt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung elektrischer Dipole für Wellenlängen unterhalb 1 mm, bestehend aus elektrisch gut leitenden, parallel ausgerichteten Stäbchen mit Längen unterhalb 1 mm, die in ein elektrisch schlecht leitendes Medium (Trägersubstanz) eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägersubstanz ein Halbleitermaterial ist und mit den Stäbchen ein Eutektikum eines binären oder quasibinären Systems bildet.

2. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein halbleitender Stoff und ein zweiter, bei der Kristallisation zur Stäbchenbildung neigender Stoff zusammengeschmolzen und anschließend einem gerichteten Erstarrungsprozeß unterworfen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleitermaterial eine AⁿⁱB^v-Verbindung, insbesondere InSb, oder ein Mischkristall aus solchen Verbindungen und als zweiter Stoff Antimon oder eine Antimonverbindung, insbesondere NiSb, verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleitermaterial ein Elementhalbleiter verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der Stäbchen durch die Schwerkraft, durch Erstarrung der strömenden Schmelze, durch Rütteln oder mit Hilfe eines elektrischen oder magnetischen Feldes erzielt wird.

6. Anwendung der Anordnung nach Anspruch 1 als Polarisationsfilter von Ultrarotwellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen