|
|
Fotoelektrický transport ve vysokoodporovém CdTe
Kubát, Jan ; Franc, Jan (vedoucí práce) ; Šikula, Josef (oponent) ; Oswald, Jiří (oponent)
Název práce: Fotoelektrický transport ve vysokoodporovém CdTe Autor: Ing. RNDr. Jan Kubát Institut: Fyzikální Ústav Univerzity Karlovy Vedoucí práce: Doc. Ing. Jan Franc, DrSc. E-mail vedoucího: jan.franc@mff.cuni.cz Abstrakt: CdTe je jedním z nejperspektivnějších materiálů pro detektory Rentgenova a gama záření. Přestože bylo do jeho vývoje investováno značné úsilí, stále není porozuměno veškerým procesům, které ovlivňují efektivitu sběru generovaného náboje. V této práci se zabýváme studiem polarizace vzorku vlivem prostorového náboje akumulovaným na hlubokých hladinách. V rámci dizertační práce byla provedena měření spektrální a intenzitní závislosti fotoproudu na vzorcích CdTe dotovaných Cl, Sn, In a Ge. Experimentálně získaná data byla numericky modelována na základě modelu polarizace založeném na tříhladinovém modelu kompenzace, Shockley-Readově modelu a numerickém řešení drift-difúzní a Poissonovy rovnice. Na základě provedených měření a numerických simulací byla stanovena koncentrace hlubokých hladin ve vysokoodporovém CdTe ovlivňujících transport nábojů na 1011 -1013 cm-3 . U vybraných vzorků byla stanovena hodnota součinu µτ na základě měření V-A charakteristik a jejich modelování pomocí Hechtovy relace. Podrobně byla studována plošná charakteristika vzorků CdTe a CdZnTe kontaktním a bezkontaktním...
|
|
| |
|
| |
|
|
Fotoelektrický transport ve vysokoodporovém CdTe pro detektory rentgenova záření
Dědič, Václav ; Šikula, Josef (oponent) ; Franc, Jan (vedoucí práce)
CdTe semiconductor is a good material for the construction of X-ray and gamma ray detectors. Its physical properties are strongly influenced by an existence of deep levels in the forbidden band. This thesis deals with an influence of deep levels to the photoelectric transport in high resistivity CdTe. Experimental part of this thesis consits of measurement of slopes of Lux-Ampere characteristics of variously doped CdTe samples depended on voltage and energy of excitation. Gradients of measured guidelines of Lux-Ampere characteristics show strong dependency on an electric charge accumulated on deep levels. This thesis also contains numerical models of photoconductivity for various parameters of material.
|
|
|
Non-Linear Electro-Ultrasonic Spectroscopy of Resistive Materials
Tofel, Pavel ; Koktavý, Bohumil (oponent) ; Smulko, Janusz (oponent) ; Šikula, Josef (vedoucí práce)
All materials contain cracks and micro-cracks in structure. My aim is to detect these cracks. Electro-Ultrasonic spectroscopy is a non–destructive testing method which describes quality and reliability of a tested sample. Tested sample is excited by the harmonic electrical signal of frequency fE and ultrasonic signal of frequency fU. A new harmonic signal of the frequency fi is created as a result of electrical resistance change due to the variation of the crack effective area by ultrasonic excitation. The intermodulation frequency fi is given by the subtraction of excitation frequencies fE and fU. Amplitude of the intermodulation signal at frequency fi is influenced by the electric current, which flows through the sample structure, and resistance change, which is ultrasonically induced due to the defects and unhomogeneities in a sample structure. High sensitivity of this method comes from the fact that the frequencies of exciting sources and measured signal are on different frequencies. The signal-to-noise ratio and high sensitivity for NDT analyses are based on the application of electrical filters for attenuation of exciting signals in signal preprocessing. Experimental verification of this method was performed on various samples such as magnesium alloy, aluminium and dural plates, both without and with cracks, varisotors, MOS FET transistor, rock samples, monocrystals Si and CdTe. This work presents a new non-destructive testing method of solids with metallic electrical conductivity, monocrystals, resistive materials and electronic devices.
|
|
|
Elektronický šum piezokeramických snímačů akustické emise
Majzner, Jiří ; Šikula, Josef (vedoucí práce)
V práci je provedena analýza elektrických a šumových charakteristik piezokeramických snímačů akustické emise a cílem je analyzovat a navrhnout optimalizaci poměru signál/šum. Výchozím bodem je objasnění vzniku šumu ve snímačích akustické emise. Fluktuace napětí je způsobena mechanickými kmity dipólů v důsledku jejich interakce s fonony. Frekvence kmitů dipólů má statistické rozdělení a celková energie těchto kmitů je úměrná teplotě. Statistické rozdělení frekvence kmitů pak vede ke vzniku spektrální hustoty šumu, která je v nízkofrekvenční oblasti typu 1/f. Mírou interakce mezi fonony a elektrickými dipóly je imaginární složka susceptibility, která souvisí s přeměnou elektrické energie na mechanickou energii kmitů. Tento proces je ireverzibilní a závažný teoretický problém spočívá v tom, zda i v případě snímačů akustické emise lze popsat fluktuační procesy na základě Callenova-Weltonova fluktuačně disipačního teorému. Protože se jedná o tepelné kmity dipólů, očekává se, že i v této soustavě by se měl též objevit generačně-rekombinační šum. V práci je řešen vliv reálné a imaginární složky susceptibility na elektrické a šumové charakteristiky, je popsán rozptyl elektrické energie, který je charakterizován imaginární složkou susceptibility a dále popsána její souvislost s výkonovou spektrální hustotou šumu. Protože základem těchto procesů je interakce elektrických dipólů s fonony, jsou v práci popsány teplotní závislosti ekvivalentního sériového odporu a výkonové spektrální hustoty šumového napětí. Tuhost piezokeramiky se významě podílí na vzniku rezonancí, a proto byl řešen problém vlivu tlaku na šumové charakteristiky snímače. Zvýšení poměru signál/šum vyžaduje zvětšování průřezu piezokeramického vzorku při zachovaní stejné tloušťky. Protože jak šumová spektrální hustota tak citlivost jsou přímo úměrné tloušťce piezokeramického vzorku, proto poměr šumové spektrální hustoty a citlivosti nezávisí na tloušťce vzorku. Protože šumové napětí je přímo úměrné odmocnině ze spektrální hustoty a šířky pásma, proto poměr napětí na snímači k šumovému napětí roste s odmocninou z tloušťky. Pro vysoký poměr signál/šum je nezbytné minimalizovat šířku pásma zesilovače signálu. Výkonová spektrální hustota šumového napětí roste s rostoucí teplotou, přičemž při teplotě 300 K je aktivační energie 20 meV a při teplotě 400 K je aktivační energie 80 meV. S rostoucím tlakem se výkonová spektrální hustota planárních kmitů snižuje a současně se rezonanční frekvence zvyšuje. Šířka křivky normované spektrální hustoty roste s tlakem pro planární kmity, zatímco pro tloušťkové kmity se nemění. Aby bylo možné posoudit vliv elektrické polarizace piezokeramiky na elektrické a šumové charakteristiky bylo provedeno experimentální studium těchto závislostí na vzorcích bez polarizace a pro vzorky polarizované elektrickým polem o intenzitě Ep = 500 V/mm a 1000 V/mm. Vzorky bez polarizace vykazují pouze šum typu 1/f v souladu s Callenovým-Weltonovým teorémem. Polarizace vede ke vzniku planárních a tloušťkových kmitů a výkonová spektrální hustota fluktuace napětí na elektrodách je přímo úměrná teplotě, nepřímo úměrná imaginární složce permitivity, ploše vzorku S a frekvenci f.
|
|
| |
host ::
RSS.