|
|
Room-temperature semiconducting detectors
Pekárek, Jakub ; Belas, Eduard (vedoucí práce) ; Oswald, Jiří (oponent) ; Štekl, Ivan (oponent)
Polovodičový materiál CdTe/CdZnTe má díky svým vlastnostem obrovský aplikační potenciál spektroskopických radiačních detektorech pracujících za pokojové teploty. Takové detektory mohou být využity v lékařství, národní bezpečnosti a pro monitorování jaderných zařízení. Nicméně výsledná kvalita vyrobeného zařízení je ovlivněna mnoha parametry. Jedním z klíčových kroků při výrobě detektorů je použití správné povrchové úpravy. Podrobná studie povrchových úprav a jejich vliv na konečné detekční zařízení je zde uvedena. Další zásadní problémem je polarizace detektoru způsobená vysokým tokem detekovaného záření, který negativně ovlivňuje použití takových zařízení. Polarizace nastává zachycením fotogenerovaných děr v hlubokých pastech uvnitř polovodiče. Možná depolarizace detektoru infračerveným osvětlením během jeho chodu byla experimentálně ověřena a získané výsledky jsou uvedeny v této práci. Pro optimální technologii přípravy je také nutné vyvinout metodu rychlé charakterizace připravených detektorů. Posledním cílem disertační práce je proto studium výsledné kvality připravených planárních a koplanárních detektorů metodou měření transientních proudů (TCT). Jedná se o elektrooptickou metodu, která umožňuje určit různé transportní vlastnosti detektorů záření, jako je vnitřní profil elektrického pole, účinnost...
|
|
|
Vliv kontaktů na sběr náboje v detektorech rtg a gama záření
Pipek, Jindřich ; Belas, Eduard (vedoucí práce) ; Grill, Roman (oponent)
V této práci byl studován vliv kovových kontaktů připravených z alkoholového a vodního roztoku chloridu zlatitého na polovodičovém materiálu CdZnTe na detekční schopnosti detektoru rtg a gama záření. Na kvalitu kontaktů mají rovněž vliv i povrchové úpravy. Z monokrystalu CdZnTe byl vyroben testovací detektor. Byly změřeny elektrické, spektroskopické a optické metody charakterizace detektoru a porovnány jejich výsledky pro zmíněné typy kontaktů. Hlavním cílem bylo ukázat možnost chemické přípravy kvalitních kontaktů z alkoholového roztoku chloridu zlatitého. Alkoholové kontakty představují novou metodiku pro přípravu chemických kontaktů a slibují odlišné vlastnosti od standardních chemických kontaktů připravených z vodního roztoku chloridu zlatitého.
|
|
|
Charge transport optical characterization in semiconductor radiation detectors
Ridzoňová, Katarína ; Belas, Eduard (vedoucí práce) ; Toušek, Jiří (oponent)
Merania foto-voltampérových charakteristík, spektrálnej závislosti fotoprúdu a laserom indukovaných tranzientných prúdov umožňujú výskum povrchových rekombinačných centier, objemových pascových hladín a profilu vnútorného elektrického poľa. V prezentovanej práci boli vyššie spomenutými metódami skúmané n-typové planárne detektory s takmer Ohmickými kontaktmi. Bolo dokázané, že v prípade silne sa absorbujúceho svetla v DC režime osvetlenia neovplyvňuje transportné vlastnosti len povrchová rekombinácia. Musí byť zarátaný aj vplyv priestorového náboja, ktorý vzniká ako dôsledok záchytu nosičov na pascových hladinách. Preto k popisu meraných foto- voltampérových charakteristík boli odvodené nové teoretické modely. Namerané dáta boli fitované novou teóriou, odkiaľ sme získali parametre pohyblivosť a povrchovú rekombináciu.
|
|
|
Influence of Deep Levels on Charge Transport in CdTe and CdZnTe
Dědič, Václav ; Franc, Jan (vedoucí práce) ; Oswald, Jiří (oponent) ; Štekl, Ivan (oponent)
CdTe a CdZnTe jsou perspektivní materiály pro detektory Rentgenového a gama záření pracující za pokojové teploty. Akumulace prostorového náboje na hlubokých energetických hladinách způsobená zahnutím pásu u kontaktu s Schottkyho bariérou a zachycením fotogenerovaného náboje může vést k časově závislé změně efektivity sběru náboje v CdTe a CdZnTe detektorech známé jako polarizační jev. Tato práce se zabývá především studiem profilů elektrických polí v detektorech za tmy a za vysokých fotonových toků simulujících provoz detektoru pomocí metody zkřížených polarizátorů využívající elektro-optický (Pockelsův) jev. Dále se práce zabývá studiem hlubokých hladin zodpovědných za polarizaci a vlivem kontaktních kovů na akumulaci náboje. Některé experimentální výsledky jsou podpořeny teoretickými simulacemi. Měření byla provedena na třech sadách vzorků opatřených různými kontaktními kovy (Au, In) připravených ze tří různých n-typových materiálů CdTe a CdZnTe. Energetické hladiny byly detekovány za použití metod založených na Pockelsově jevu a měření vybíjecích proudů. Detailní studium vnitřních elektrických polí ukazuje na zásadní vliv energetických hladin poblíž středu zakázaného pásu souvisejících s krystalovými poruchami a kontaktních kovů na polarizaci v polovodičových detektorech za vysokých toků záření. Powered...
|
|
|
Detektory RTG a gama záření na bázi polovodiče CdTe/CdZnTe
Pekárek, Jakub
V předložené práci byl studován vliv různých typů leptání povrchu a pasivace povrchu vysokoodporového polovodiče CdZnTe, za účelem nalezení optimálních podmínek ke zlepšení vlastností kontaktu kov-polovodič. Hlavní snahou bylo snížit hodnotu svodového proudu a tím získat lepší rentgenové a gama spektra, neboli vytvořit detektor fungující za pokojové teploty na bázi tohoto polovodiče s dostačujícím energetickým rozlišením a co největší účinností sběru náboje. Jednotlivé povrchové úpravy byly charakterizovány pomocí volt-ampérové charakteristiky, spektrální analýzy a určením profilu vnitřního elektrického pole.
|
|
|
Influence of Deep Levels on Charge Transport in CdTe and CdZnTe
Dědič, Václav
CdTe a CdZnTe jsou perspektivní materiály pro detektory Rentgenového a gama záření pracující za pokojové teploty. Akumulace prostorového náboje na hlubokých energetických hladinách způsobená zahnutím pásu u kontaktu s Schottkyho bariérou a zachycením fotogenerovaného náboje může vést k časově závislé změně efektivity sběru náboje v CdTe a CdZnTe detektorech známé jako polarizační jev. Tato práce se zabývá především studiem profilů elektrických polí v detektorech za tmy a za vysokých fotonových toků simulujících provoz detektoru pomocí metody zkřížených polarizátorů využívající elektro-optický (Pockelsův) jev. Dále se práce zabývá studiem hlubokých hladin zodpovědných za polarizaci a vlivem kontaktních kovů na akumulaci náboje. Některé experimentální výsledky jsou podpořeny teoretickými simulacemi. Měření byla provedena na třech sadách vzorků opatřených různými kontaktními kovy (Au, In) připravených ze tří různých n-typových materiálů CdTe a CdZnTe. Energetické hladiny byly detekovány za použití metod založených na Pockelsově jevu a měření vybíjecích proudů. Detailní studium vnitřních elektrických polí ukazuje na zásadní vliv energetických hladin poblíž středu zakázaného pásu souvisejících s krystalovými poruchami a kontaktních kovů na polarizaci v polovodičových detektorech za vysokých toků záření. Powered...
|
|
|
Detektory RTG a gama záření na bázi polovodiče CdTe/CdZnTe
Pekárek, Jakub ; Belas, Eduard (vedoucí práce) ; Doležal, Zdeněk (oponent)
V předložené práci byl studován vliv různých typů leptání povrchu a pasivace povrchu vysokoodporového polovodiče CdZnTe, za účelem nalezení optimálních podmínek ke zlepšení vlastností kontaktu kov-polovodič. Hlavní snahou bylo snížit hodnotu svodového proudu a tím získat lepší rentgenové a gama spektra, neboli vytvořit detektor fungující za pokojové teploty na bázi tohoto polovodiče s dostačujícím energetickým rozlišením a co největší účinností sběru náboje. Jednotlivé povrchové úpravy byly charakterizovány pomocí volt-ampérové charakteristiky, spektrální analýzy a určením profilu vnitřního elektrického pole.
|
|
|
Poruchy limitující sběr náboje v semiizolačním CdZnTe
Zajac, Vít ; Franc, Jan (vedoucí práce) ; Šikula, Josef (oponent)
Název práce: Poruchy limitující sběr náboje v semiizolačním CdZnTe Autor: Vít Zajac Katedra / Ústav: Fyzikální ústav UK Vedoucí diplomové práce: doc. Ing. Jan Franc, DrSc., Fyzikální ústav UK Abstrakt: Na 4 vzorcích ze 2 krystalů se podařilo pozorovat fotoluminiscenční přechody hluboko v zakázaném pásu semiizolačního Cd1-xZnxTe (x = 0,02 - 0,18) na řadě bodů podél osy růstu. Pozorované spektrální čáry vypovídají o přítomnosti hlubokých hladin ve vzorku a jejich intenzita je do jisté míry úměrná koncentraci těchto hladin. Porovnáním s rozložením měrného odporu a fotovodivosti změřeným bezkontaktní metodou bylo zjištěno, že mezi změnou intenzity fotoluminiscence hlubokých hladin a změnou měrného odporu ani fotovodivosti neexistuje přímočarý vztah. Korelační analýzou průběhu měrného odporu a fotovodivosti na 6 vzorcích ze 4 krystalů byl potvrzen následující model: Posun Fermiho meze v zakázaném pásu vyvolaný změnou kompenzačních podmínek je doprovázen jednoznačnou změnou měrného odporu krystalu a má za následek změnu obsazení hlubokých hladin. To vyvolá změnu fotovodivosti krystalu, protože míra obsazení hlubokých hladin má rozhodující vliv na jejich schopnost zachytávat fotogenerované nosiče náboje. Klíčová slova: CdZnTe, měrný odpor, fotovodivost, obsazení hlubokých hladin, fotoluminiscence.
|
|
|
Detekce gama a Rtg záření detektory připravenými z monokrystalů (CdZn)Te.
Drobný, Miloslav ; Belas, Eduard (vedoucí práce) ; Grill, Roman (oponent)
V předložené práci byl studován vliv kovových kontaktů připravených na detektorech z vysokoodporového polovodičového materiálu Cd0,85Zn0,15Te na kvalitu detekovaného signálu. Cílem práce bylo vytvoření ohmických kontaktů. Byly otestovány dva typy materiálů (zlato, platina) a dvě metody přípravy (chemické nanášení, napařování). Na základě provedených spektroskopických měřeních a změřených voltampárových charakteristik bylo zjištěno, že lepší detekční vlastnosti mají detektory opatřené Au kontakty. Voltampérová charakteristika detektoru s těmito kontakty má pseudoohmický charakter. Navíc Au kontakty připravené napařením vykazují nejnižší hodnotu povrchového svodového proudu.
|
|
|
Noise, Transport and Structural Properties of High Energy Radiation Detectors Based on CdTe
Šik, Ondřej ; Lazar, Josef (oponent) ; Navrátil, Vladislav (oponent) ; Grmela, Lubomír (vedoucí práce)
Because of demands from space research, healthcare and nuclear safety industry, gamma and X-ray imaging and detection is rapidly growing topic of research. CdTe and its alloy CdZnTe are materials that are suitable to detect high energy photons in range from 10 keV to 500 keV. Their 1.46 -1.6 eV band gap gives the possibility of high resistivity (10^10-10^11 cm) crystals production that is high enough for room temperature X-ray detection and imaging. CdTe/CdZnTe detectors under various states of their defectiveness. Investigation of detector grade crystals, crystals with lower resistivity and enhanced polarization, detectors with asymmetry of electrical characteristics and thermally degenerated crystals were subject of my work in terms of analysis of their current stability, additional noise, electric field distribution and structural properties. The results of the noise analysis showed that enhanced concentration of defects resulted into change from monotonous spectrum of 1/f noise to spectrum that showed significant effects of generation-recombination mechanisms. Next important feature of deteriorated quality of investigated samples was higher increase of the noise power spectral density than 2 with increasing applied voltage. Structural and chemical analyses showed diffusion of metal material and trace elements deeper to the crystal bulk. Part of this work is also focused on surface modification by argon ion beam and its effect on chemical and morphological properties of the surface.
|
host ::
RSS.