Brevet FR2259439A1 — publié le 19760813

- La présente invention concerne la détection des ondes électromagnétiques hyperfréquences, au moyen d'un contact redresseur au Niobium. - Les détecteurs les plus répandus sur le marché sont actuellement des diodes au Germanium et au Silicium. Ces semiconducteurs doivent être dopés avec minutie, ce qui nécessite l'utilisation de techniques très élaborées. Le Niobium est un métal de transition dont l'oxyde est semiconducteur. De nombreuses études électrochimiques ont mis en évidence la possibilité de l'utiliser dans les redresseurs de courant en basse fréquence et les résultats obtenus sont vraisemblablement liés aux propriétés des couches superficielles d'oxyde formant barrière de potentiel. Par contre, l'utilisation du Niobium n'a jamais été signalée dans les détecteurs en hyperfréquences. - Le dispositif proposé ici est un contact, Niobium - Oxyde de Niobium - Métal, facile à élaborer, dont le prix de revient est très faible. Sa sensibilité est élevée. C'est ainsi par exemple qu'une tension supérieure au volt apparait entre ses extrémités, en l'absence de toute polarisation, dans un champ appliqué de 10 milliwatts de puissance. Ce même champ soumis à une atténuation de 60 décibels engendre une tension supérieure au microvoît. La détection,quadratique pour les faibles champs,devient progressivement linéaire. La visualisation des modes d'un klystron sur oscilloscope donne des figures tout à fait classiques. - Ce contact peut être introduit dans différents montages. o) montage à un seul contact (fig. I),un fil de Niobium d'un diamê- tre au plus égal à 0,1 mm, maintenu rigidement dans une gaine de téflon est disposé à un quart de longueur d'onde (X/4) en avant d'une section de court-circuit dans un guide d'onde rectangulaire. Le fil est centré perpendiculairement aux grands côtés du guide à Sa équidistance des petits côtés. Sa pointe oxydée appuie sur une pastille métallique (or, cuivre, plomb, aluminium, niobium, etc) disposée au fond, contre le guide. b) montage à plusieurs contacts (fig. 2), la détection peut aussi se faire faire à l'aide d'une multitude de contacts. Le fil et la pastille sont alors remplacés par une colonne d'un diametre au plus égal à 1 me, en céramique dans laquelle sont compressées les unes contre les autres, entre deux vis métalliques, un grand nombre de billes de Niobiumoxydées. Le diametre de ces billes est au plus égal à quelques dixièmes de millimetre. - La fabrication de ces contacts s'effectue comme suit : dans une cloche à atmosphère contrôlée (oxygène et hélium) un fil de Niobium, maintenu rigidement entre deux vis métalliques, est soumis à la décharge d'un condensateur. La partie centrale du fil éclate en produisant une multitude de petites billes convenablement oxydées dont le diamètre est voisin de celui du fil. Ces billes sont utilisées dans le montage à plusieurs contacts (fig. 2) tandis que les extrémités du fil, restées #prisonnières divis sont utilisées dans le montage à un seul contact oxydé (fig. 1). - Le contact Niobium - Oxyde de Niobium - Métal est un excellent détecteur qui peut être utilisé dans le traitement des signaux électromagnétiques hyperfréquences. Il fonctionne à toutes températures depuis l'ambiante jusqu'aux plus basses qui puissent être atteintes. Aux très basses températures, au-dessous de 9,2 degrés absolus le Niobium devient supraconducteur. L'effet Josephson se manifeste alors,si bien que les dispositifs à multi-contacts se trouvent être tout particulièrement indiqués pour~auto- détecter les résonnances qui se produisent en eux, lorsqu'ils sont soumis à un champ hyperfréquence. L'étude de ces résonnances, grâce à ce procédé, peut, en particulier, apporter de précieux renseignements sur les#propriétés physiques des composés supraconducteurs à grains de Niobium. - Par ailleurs il est possible d'envisager l'utilisation de tels contacts en microélectronique. REVENDICATIONS 1 - Dispositif permettant de détecter les ondes électromagnétiques en hyperfre- quences caractérisé par l'utilisation du Niobium, élément essentiel du contact Niobium - Oxyde de Niobium - Metal. 2 - Cantact oxydé au Niobium, selon la revendication 1, caractérisé par sa fa brication en atmosphere contrôlée d'oxygène et d'héliinn a l'aide d'une dé- charge capacitive. 3 - Dispositif de# nature et de fabrication, selon respectivement les revendica tions 1 et et2, caractérisé par le fait qu'il est, possible de l'introduire isolément ou en groupe dans différents montages.