Способ получения композиционных фоторезисторов Советский патент 1991 года по МПК C08J3/28 C08L23/00 

Изобретение относится к оптоэлект- ронике и может быть использовано для создания фоторезисторов.

Цель изобретения - повышение фоточувствительности композиционных фото- резисторов,

Способ осуществляют следующим образом.

Полимерный порошок обрабатывают электрическим разрядом в воздушной среде при атмосферном давлении и комнатной температуре.

На чертеже показана установка для обработки порошка.

Установка содержит кварцевую пробирку диаметром 15 мм с толщиной стенок 1 мм, на поверхность которой

нанесен заземленный электрод 2, при этом высоковольтный электрод 3 диаметром 2 мм пропущен в пробирку через фторопластовую втулку 4, которые обеспечивают соосность электродов и их электрическую изоляцию. между электродом 3 и внутренней поверхностью пробирки заполняют полимерным порошком. Электрический разряд возникает в системе высоковольтный элект род - воздушный зазор, заполненный порошком, - кварцевая стенка пробирки - заземленный электрод. Т.к. емкость зазора, заполненного порошком, меньше емкости кварцевой стенки, то приложенное переменное высокое напряжение частотой 50 Гц падает практически на зазор. Толщина слоя полимера при обработке не играет роли, так как интенсивность обработки определяется напряженностью электрического поля (1,0-2,5) Е„, а не толщиной полимерного слоя. Частицы порошка полимера имеют средний диаметр 1-10 мкм. Разряд возникает в воздушных микропрослойках между частицами порошка.

Разряд, возникающий в указанной системе т.е. при наличии, кроме воздушного зазора, еще диэлектрического барьера (кварцевая стенка), назы- вается барьерным разрядом. Затем при определенном объемном соотношении смешивают обработанный полимерный порошок и фотопроводник, получают смесьо Из смеси прессуют образцы в виде дисков толщиной 80 мкм и диаметром 10 мм при давлении 10-15 МПа и температуре 443-493 К, Образцы выдерживают под давлением в течение 10 мин, а затем охлаждают в воде со скоростью 2000 град/мин до комнатной температуры. Температурный интервал прессования зависит от величины температуры плавления выбранного полимера для каждой конкретной композиции В процессе прессования к образцам припрессовывают электропроводящие стекла. Темновой и световой ток измеряют с помощью электрометрического усилителя Образец освещают через один из электродов белым светом от лампы накаливания. Интенсивность света 6,3 мВт/см2.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример t. Полимерный порошок полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) смешивают с порошком полупроводниковы фотопроводников CdS (40 об,%). Из смеси получают образцы горячим прессованием при 453 К я давлении 15 МПа в течение 5 .мин, фоточувствительность образцов составляет 1С/1Г .

Пример 2, Полимерный порошок ПЭВП, обработанный электрическим разрядом в течение 30 мин, смешивают с порошком CdS (40 об.%). Условия получения образцов идентичны примеру 1 . Фоточувствительность составля ет О ЧО4 .

В табл. 1 приведены значения фоточувствительности при различном времени разрядной обработки для композиции ПЭВП + CdS (40 об.%).

0

5

5

5

0

Напряженность поля во всех примерах составляет 2 Е Пр (где Епр - пробивная прочность воздуха).

Пример 3. Полимерный порошок полипропилена (ПП) смешивают с порошком CdSe (40 об.%). Из смеси получают образцы горячим прессованием при 473 К и давлении 15 Ша диаметром 10 мм, толщиной 80 мкм. Фоточувствительность равна 640 .

Пример 4. Полимерный порошок ПН, обработанный электрическим разрядом в течение 30 мин, смешивают с порошком CdSe (40 об.%). Условия получения образцов идентичны примеру 1. Фоточувствительность составляет 9-4 -104.

В табл. 2 приведены значения фоточувствительности при различном времени разрядной обработки для композиции ПП + CdSe (40 об.%).

В табл. 3 приведены значения Ic/If для композитов ПЭВП + CdS (40 об.%) при различных средних размерах частиц полимера.

В табл. 4 приведены значения отношения IC/IT при различных времени обработки полимера в разряде при частоте 50 и 100 Гц для композиции ПЭВП + CdS (40 об.%). Остальные данные приведены в табл. 5-8,

Формула изобретения

Способ получения композиционных фоторезисторов путем смешивания полимерного порошка с порошком фотопроводника и горячего прессования полученной смеси при температуре плавления полимера, отличающийся тем, что, с целью повышения фоточувствительности, в качестве полимеров используют порошки полиолефинов, а в качестве фотопро- водника - порошки CdS или CdSe при соотношении компонентов, об.%: ПолиолеЛин60

Порошки CdS или CdSe 40 причем сначала порошок полиолефина обрабатывают в поле барьерного разряда при нормальном атмосферном давлении, относительной влажности воздуха 57% и частоте поля 50-100 Гц с напряженностью поля, равной (1,0

„р, где ЕПр - пробивная проч2,5) Е

ность воздуха при указанных выше условиях, в течение 1,5-2,5 ч с последующим смешением компонентов.

Таблица f

Изобретение относится к опто- электронике и может быть использовано для создания фоторезисторов. Изобретение позволяет повысить фотЪчувст- вительность до значений 910, что достигается смешением порошков полимеров по лиолефинового ряда, предварительно обработанных в поле барьерного разряда при нормальном атмосферном давлении, относительной влажности воздуха 57% и частоте поля 50-100 Гц с напряженностью поля

Время обработки, ч

О0,51,01,52,03,04,0

1С/1Т

Время обработки, ч

Таблица

О I 0,51,01,5 | 1,75 Т 2 1 2,5 Т 3 I

5-Ю4 8-Ю4 1 -10s it -105

SHO4 9-Ю4 1,8МО&5-Юе 8,Ы05 7 -10б 5,4-10

8-10 6-Ю5

Давление, атм

0,5

1

2

Время обработки, ч

О °.5 | I f 1-5 j 2 225 25 3

5-Ю4 7-Ю49-Ю4

2,5-Юе

5-Ю4 8-Ю41-Ю5 4-10

5-10

1,5-Ю55-Ю5 7,9-Ю5 7.2М05

6-Ю5 7,8106 6,«-10е 8-10s

6 10S 2-105 Ю5 4,8- 10s .Т,°С

Время обработки, ч

11Ј i

20 5«104 10Г 4ЧО

....--8 10s 6-Ю5 2Ч05

60 5-10f2«105 6.10 .Ю5 5И05 ЫО5

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4 4

5 Т 3 I

7 -10б 5,4-10

8-10 6-Ю5 2-Ю5 t 10Таблица 5

7,8106 6,«-10е

6 10S 2-105 Ю5 4,8- 10s Таблица 6

Влажность ,

5-10 5.10«

7,8-10 4,2-Ю5 8.104 4,10s 8/104 4,1-К5

1 5 Е пр

2ЕПР 2,5 Епр

SHOf 6,8 Ю4 S.S to 1 З Ю

.

6,440s 7,8 МО 7МО8-1«:

6МО

3-10Э 2МОе

6,3tlO 8,2-10s 7,9 -10s 6,2-lJS 4 -105 b10J

Таблица 7

ОЧО5 бИО5 2«10Ј

8,2«10 6, 1,8.10Ј

Таблица 8

6,440s 7,8 МО 8-1«:

7,9 -10s 6,2-lJS

S/i