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"Dispositif photo-électrique"
Un connaît déjà des dispositifs photo-électriques comportant une électrode en cuivre transformésuperficiellement en oxyde cuivreux de telle façon qu'entre le cuivre et l'oxyde cuivreux il se produise en même temps une couche d'arrêt peu conductrice de l'électricité, cette couche étant, par consé- quent, en relation générique à la fois avec l'électrode en oxyde cuivreux et avec l'électrode en cuivre. Sur l'électrode constituée par l'oxyde cuivreux semi-conducteur qui, comme on le sait, possède une sensibilité photo-électrique interne, on applique un organe d'amenée de courant constitué par une matière bonne conductrice.
Un donne à ces différentes couches une
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épaisseur assez faible pour que la lumière à laquelle ces dis- positifs sont exposés puisse pénétrer jusqu'à la surface de séparation de l'oxyde cuivreux et de la couche d'arrêt. Ces rayons engendrent, dans un dispositif de ce genre, une force électromotrice qui produit un courant électronique dans un circuit extérieur raccordé à l'électrode en cuivre et à l'or- gane amenant le courant à l'électrode en oxyde cuivreux. Dans un dispositif photo-électrique de ce genre les électrons pas- sent d'une électrode à l'autre. En continuant l'exposition à la lumière, on obtient des courants permanents.
C'est pour- quoi il faut distinguer ce dispositif de ceux dans lesquels une matière photo-électrique est interposée, en diélectrique, entre deux plaques d'un condensateur et dans lesquels l'expo- sition à la lumière ne provoque que des courants de déplacement.
Pour cette raison, ces dispositifs sont exposés à la lumière par intermittences de sorte qu'on obtient des courants de dé- placement dont le sens varie constamment.
Au lieu de cuivre, les électrodes peuvent aussi être constituées d'une autre matière. Ainsi, par exemple, on a déjà proposé de constituer l'une des électrodes par du fer, d'uti- liser pour le semi-conducteur du sélénium qui a un effet photo- électrique interne, et d'appliquer ces matières l'une sur l'autre de telle façon qu'il se forme une mince couche d'arrêt en sé- léniurede fer. On donne dans ce cas à la couche de sélénium une épaisseur assez faible pour que les rayons actifs atteignent la surface de séparation entre le sélénium et le séléniure de fer. Dans ce cas, la couche d'arrêt se forme, par conséquent, tant à partir du fer que du sélénium, de sorte qu'elle est en relation générique avec les deux électrodes.
On a aussi proposé de soumettre un disque en oxyde cuivreux à un traitement superficiel tel qu'il se produise une
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couche d'arrêt mauvaise conductrice. Sur cette couche on appli- que une pellicule transparente d'or. Dans ce cas, la couche d'arrêt est également en relation générique avec l'électrode semi-conductrice.
La résistance de la couche semi-conductrice des dispositifs photo-électriques de ce genre est faible par rap- port à celle de la couche d'arrêt et la résistance des élec- trodes métalliques est pratiquement nulle, de sorte que la résistance interne des dispositifs est déterminée.essentielle- ment par la couche d'arrêt.
Un a trouvé que la résistance interne de ces dispo- sitifs connus est faible, à un point tel qu'il n'est guère pos- sible d'amplifier les courants pulsatoires se produisant par suite des variations de l'éclairement .
Si l'on applique aux électrodes une faible tension, comme c'est fréquemment le cas, il se produit, même sans éclairement du dispositif, un courant d'intensité considérable (courant obscur).
En outre, les dispositifs connus présentent l'in- convénient que dans beaucoup de cas la formation de la couche d'arrêt entre l'électrode métallique et le semi-conducteur se soustrait pratiquement à toute surveillance de sorte que des dispositifs fabriqués dans les mêmes conditions présentent souvent de grandes différences.
La présente invention permet d'obtenir une améliora- tion par l'emploi d'une couche d'arrêt qui n'est pas en rela- tion générique avec le semi-conducteur photo-électrique, car on a trouvé que lorsque la couche d'arrêt est formée à partir ou à l'aide de ce semi-conducteur et, par conséquent, est en rela- tion générique avec ce dernier, la résistance interne est très inférieure à celle permettant d'obtenir une amplification sa-
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tisfaisante des variations du courant. En outre, il est diffi- cile de réaliser la fabrication de telle façon que les dis- positifs soient complètement identiques entre eux.
On a trouvé que lorsque la couche d'arrêt n'est pas formée à partir du semi-conducteur et, par conséquent, n'est pas en relation générique avec l'électrode semi-conductrice, il est facile de lui donner une épaisseur telle que la résistance interne devienne beaucoup plus grande et permette d'obtenir une amplification satisfaisante des variations du courant, et qu'une bonne surveillance de la composition et de l'épaisseur de la couche d'arrêt soit possible au cours de la fabrication, ce qui permet d'obtenir des produits uniformes ne présentant entre eux que des différences très faibles. On obtient l'avan- tage supplémentaire d'une réduction considérable de la capa- cité du dispositif (ce qui favorise l'obtention d'une amplifi- cation satisfaisante) et de l'intensité du courant obscur.
Dans beaucoup de cas, on peut agir mieux encore sur les propriétés de la couche d'arrêt en prenant soin que cette dernière ne soit non plus en relation générique avec l'électrode métallique. La couche d'arrêt est constituée, de préférence, par une matière se répandant de façon satisfaisante sur le semi-conducteur, ce qui permet d'obtenir un contact satisfai- sant entre cette couche et l'électrode semi-conductrice.
On comprendra mieux l'invention en se référant au dessin annexé qui en représente à titre d'exemple un mode de réalisation.
Sur le dessin, 1 désigne un dispositif photo-électri- que suivant l'invention constitué par une plaque 2 en laiton ayant, par exemple, une largeur et une longueur de 2 cm. et une épaisseur de 1 mm. et supportant une couche de sélénium 3 qu'on peut obtenir en appliquant sur la plaque de laiton une certaine
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quantité de sélénium qu'on fait fondre ensuite. Le sélénium fondu se répand en couche mince sur la plaque de laiton. Le dosage de la quantité de sélénium permet de donner à cette couche toute épaisseur voulue. Une épaisseur convenable est, par exemple, de 100 microns. Il est avantageux de chauffer la plaque en laiton revêtue de la couche de sélénium, pendant quelque temps (par exemple une demi-heure ou une heure), dans un four, à une température de 200 C environ.
Ensuite, on forme sur la couche de sélénium une couche d'arrêt 4 en résine artificielle. On peut appliquer à cet effet sur la couche de sélénium une solution dans l'alcool d'une résine à base de phénol ou de crésol et de formaldéhyde à l'état "A". Après évaporation du dissolvant on chauffe à une température de 200 C environ, ce qui provoque le durcissement ultérieur de la résine, de sorte qu'on obtient une couche de résine solide. Le choix judicieux de la quantité de la solution appliquée et de la concentration de cette solution permet d'ob- tenir toute épaisseur voulue de la couche d'arrêt. On obtient par exemple une résistance interne convenable du dispositif en donnant à la couche de résine une épaisseur de quelques microns, par exemple de 5 microns.
Sur la couche de résine ainsi obtenue on a appliqué de la manière connue une pellicule d'or transparente 5. Cette pellicule constitue l'une et la couche de sélénium 3 constitue l'autre des électrodes. La plaque 2 en laiton est en contact satisfaisant avec le sélénium et constitue l'organe destiné à amener le courant à l'électrode semi-conductrice 3.
Lorsque la couche d'arrêt 4 a l'épaisseur indiquée ci-dessus, les rayons destinés à produire les phénomènes photo- électriques peuvent traverser très bien la pellicule d'or ainsi que la couche de résine et atteindre la surface de séparation entre cette dernière et l'électrode en sélénium. Il y a lieu d'observer que sur le dessin les épaisseurs des différentes
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couches sont très exagérées et ne correspondent nullement aux épaisseurs réelles.
Les électrodes du dispositif photo-électrique sont raccordées à un circuit extérieur comportant une source 6 de courant continu et une forte résistance 7. La source de tension est montée de telle façon que l'électrode 5 en or et l'organe .2 amenant le courant à l'électrode 3 en sélénium, soient reliés respectivement aux pôles positif et négatif de la source de courant. Les bornes de la résistance 7 sont reliées de la manière connue, avec intercalation d'un accumulateur 8, à la cathode et à la grille d'un tube ampli- ficateur 9.
La résistance 7 doit avoir une valeur élevée. Pour obtenir une amplification satisfaisante, la résistance interne du dispositif photo-électrique doit être, de préférence, sen- siblement égale à la résistance 7. Quand la couche d'arrêt a une épaisseur satisfaisante, cette résistance interne acquiert la valeur élevée requise. Avec le dispositif décrit ci-dessus on a mesuré une résistance interne de 105 à 106 Ohms. pour une épaisseur de la couche de résine artificielle de 1 à 10 microns.
Pour mesurer cette résistance on a procédé de la manière suivante:
On a appliqué aux électrodes une tension continue (négative à la couche en sélénium, positive à la couche d'or) et on a déterminé l'intensité du courant. Du rapport entre le courant et la tension on a calculé la résistance. La valeur indiquée ci-dessus a été déterminée pour un dispositif photo- électrique disposé dans l'obscurité. On a trouvé que, mesurée en plein jour, la résistance était quelques fois plus petite que la valeur indiquée ci-dessus.
Ensuite, on donne à la résistance 7 également une valeur de 105 à 106 Ohms. Pour un éclairement de 1 Lumen de l'électrode en or et pour une tension de 50 volts, de la bat-
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terie 6, on a mesuré entre les bornes de la résistance 7 des augmentations de tension de 1 à 10 volts (selon la valeur de la résistance 7 qui variait de 105 à 106 Ohms).
On a constaté que les variations de courant dues aux variations de l'intensité d'éclairement peuvent être amplifiées de façon très satisfaisante à l'aide du montage décrit.
Lorsque, au lieu de résine artificielle, la couche d'arrêt est constituée par du polystyrolène soluble dans le tétrachlorure de carbone,on peut se dispenser, après évapora- tion du dissolvant, du chauffage ultérieur nécessaire dans le cas de la résine artificielle.
Le polystyrolène et la résine artificielle possèdent la propriété favorable de se répandre de façon satisfaisante sur le sélénium et de se déposer lors de l'évaporation du dis- solvant en couche uniforme cohérente.
Le dispositif photo-électrique peut aussi être obtenu de la manière suivante: Une plaque en aluminium ayant, par exemple, une largeur et une longueur de 2 cm. et une épaisseur de 1 mm. et munie d'un conducteur d'amenée de courant, est oxydée anodiquement à sa surface dans un bain d'acide oxalique à 4% à l'aide d'un courant ayant une intensité de 1 amp. par cm2. L'épaisseur de la couche d'oxyde produite dépend de la durée de l'oxydation, ce qui permet de régler l'épaisseur de façon exacte et susceptible d'être reproduite. Dans un cas dé- terminé, on a donné à la couche d'oxyde d'aluminium, destinée à former la couche d'arrêt du dispositif, une épaisseur de 5 microns.
Par évaporation, on applique sur cette couche d'oxyde une mince couche transparente de sélénium qui est revêtue, par évaporation, d'une pellicule d'or transparente.
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Dans ce dispositif, la plaque en aluminium et la couche de sélénium constituent les deux électrodes, la pelli- cule d'oxyde d'aluminium est la couche d'arrêt et la couche d'or constitue l'organe amenant le courant à l'électrode en sélénium. La couche d'or et l'électrode en sélénium ont une épaisseur assez faible pour permettre aux rayons actifs de pénétrer jusqu'à l'oxyde d'aluminium.
On a trouvé que ce dispositif avait une résistance interne de 10 Ohms. On a constaté que pour un éclairement de 1 Lumen de la couche'd'or et pour une tension de 15 volts de
6 la batterie et une résistance extérieure de 10 Ohms, le cir- cuit était parcouru par un courant de Il,5 microampères, de sorte qu'entre les extrémités de la résistance extérieure il existait une tension de 11,5 volts.
On peut aussi partir d'une plaque en cuivre iodée superficiellement, de sorte qu'il se produit une couche d'io- dure de cuivre, c'est-à-dire une substance photo-électrique semi-conductrice. Sur cette couche d'iodure de cuivre on ap- plique une couche d'arrêt transparente, par exemple en résine artificielle,qu'on revêt ensuite d'une couche d'or transpa- rente.
Le dispositif peut aussi être obtenu de la manière suivante. On applique sur une plaque en laiton une couche en sélénium sur laquelle on forme par évaporation et par conden- sation de fluorure de calcium une couche mince de fluorure de calcium ayant, par exemple, une épaisseur de 1 micron, cette couche était revêtue à son tour d'une couche transparente en or ou cadmium.
Comme semi-conducteurs ayant un effet photo-électri- que interne, on peut utiliser, outre le sélénium et l'iodure @ -
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de cuivre, d'autres substances telles que par exemple l'oxyde cuivreux (Cu20), le sulfure de molybdène (MoS2). Pour la couche d'arrêt on peut envisager en outre, par exemple, des substances telles que la paraffine, la stéarine ou le papier. Ce dernier est appliqué de préférence sur l'électrode semi-conductrice avec interposition d'une substance se répandant de façon sa- tisfaisante sur le semi-conducteur, par exemple d'une résine artificielle.
L'électrode métallique peut être remplacée par une électrode en carbone qui possède également une conductibilité métallique.
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RESUMA ===========
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.