169124. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szennyezett átlátszó félvezetők előállítására villamos fűtéshez
MAGTAB NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS 169124 f$% Nemzetközi osztályozás: W^^ Bejelentés napja: 1973. VI. 14. (SA-2500) H 01 B 3/24 ^T Lengyelország-beli elsőbbsége: 1972. VI. 17. (P-156 060) /C: • -::::1 % ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1976. IV. 28. Megjelent: 1978. I. 31. Feltalálók: Gurzynska Janina, doc. dr., vegyész, Koszalin, Wesoíowski Korneliusz vegyészmérnök, Varsó, Lengyelország Tulajdonos: Huta Szkía im. Paplinskiego, Przedsiebiorstwo Panstwowe Wofomin, Lengyelország Eljárás szennyezett átlátszó félvezetők előállítására villamos fűtéshez 1 A találmány tárgya eljárás szennyezett félvezetők előállítására villamos fűtéshez, amelyet olyan átlátszó félvezetős fűtőrétegként alkalmazunk, amelynek állandó kis villamosellenállása, nagy villamos terhelhetősége és 80%-nál nagyobb átlátszósága van. 5 A szennyezett félvezetők előállítására vonatkozó ismert eljárások szerint olyan sókat vagy fémoxidokat alkalmaznak, amelyek kationjai vegyértékeiket változtathatják. Ezen fémek sói vagy oxidjai tiszta állapotban rendszerint nagy ellenállásúak, ténylegesen 10 pedig szigetelők. Ahhoz, hogy ezeket az anyagokat áramvezetőkké tegyük, arra van szükség, hogy ezen vegyületek sztöchiometrikus egyensúlyát megbontsuk. Ezt a folyamatot előidézhetjük a környező atmoszféra, hőmérséklet hatására vagy pedig külön- 15 böző vegyértékű kationok adagolásával. A különböző vegyértékű ionok részleges és időben változó nonlinearitása következtében az anyag jó áramvezetővé válik, mivel létrejönnek az önálló n-típusú vagy p-típusú töltéshordozók keletkezési 20 feltételei. Az ismert eljárások nem alkalmasak olyan feltételek létrehozására, amelyeknél a sztöchiometrikus állapotváltozások a hőmérséklet és az idő függvényében állandók. Ez abból a tényből következik, hogy a vezetőképesség szabályozását csak 25 változó vegyértékű átmeneti fém vegyületeinek adalékolásával érik el, amellyel növelik a létrehozott termikus töltéshordozók mennyiségét, de ezek mennyiségszabályozására utólag már nincs lehetőség. Alacsony hőmérsékleteknél a vezetés bizonyos 30 mértékben, de nem kielégítően megnövekszik, és magas hőmérsékleteknél, terhelés esetén a vezetőképesség fokozódik. Az ismert eljárások így nem teszik lehetővé olyan fűtőrétegek előállítását, amelyeknek állandó fűtési tulajdonságai vannak, különösen pedig nem lehetséges 40 ohm/négyzetes felületegységre jutó felületi ellenállásnál kisebb értéket elérni és ezzel egyidejűleg a rétegek nagy átlátszóságát és stabilitását valamint a vezetési veszteségekből származó hő hatásával szembeni ellenállóképességet megőrizni. Az ismert eljárásokkal előállított fűtőrétegek ezenkívül a villamos terhelésekkel szemben nem elég ellenállóak. Célunk a találmánnyal, hogy a szennyezett félvezetőhöz, amelyet alapanyagként alkalmazunk, termoelektromos pufferanyagot, azaz olyan anyagot adagoljunk, amelynek tulajdonságai lehetővé teszik a villamos vezetőképesség szabályozását a hőmérséklet függvényeként és ezáltal stabilizáljuk az előállított fűtőréteg jellemzőit és megnöveljük annak terhelhetőségét. A termoelektromos pufferanyagok többségi töltéshordozói alacsonyabb hőmérsékleten a vezetőképességet növelik, magasabb hőmérsékleten pedig csökkentik. Ezek az anyagok úgy ugyanazt a feladatot látják el, mint az elektrolitekben alkalmazott pufferanyagoknál tapasztalhatunk. Célunkat a találmánnyal úgy érjük el, hogy az alapanyaghoz vagy az adalékokkal ellátott alapanyaghoz termoelektromos pufferként olyan vegyületet adagolunk, amelyben a kationoknak az ionrádiusza 169124
