|
|
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.
|
|
|
Photo-Hall effect spectroscopy and laser-induced transient currents in CdTe-based semiconductor radiation detectors
Musiienko, Artem ; Grill, Roman (vedoucí práce) ; Dubecký, František (oponent) ; Oswald, Jiří (oponent)
Název: Foto-Hallovská spektroskopie a laserem indukované tranzientní proudy v polovodičových detektorech na bázi CdTe Autor: Artem Musiienko Pracoviště: Fyzikální Ústav, MFF UK Vedoucí disertační práce: Prof. RNDr. Roman Grill, CSc, Fyzikální Ústav, MFF UK Abstrakt: Tellurid kademnatý, tellurid zinečnato-kademnatý a tellurid manganato-kademnatý jsou důležité polovodiče používané v detektorech záření, solárních článcích a elektrooptických modulátorech. Jejich elektrické a optické vlastnosti jsou podstatně ovlivňovány poruchami, které se projevují jako energetické hladiny uvnitř pásu zakázaných energií. Tyto poruchy tvoří rekombinační a pasťová centra, která zachytávají světlem generované nosiče a zhoršují detekční vlastnosti detektorů. Současně změna obsazení hladin vede k nabíjení objemu detektoru, což vede ke stínění přiloženého elektrického pole a ke ztrátě citlivosti detektoru. Podrobná znalost struktury defektů v krystalu je proto nezbytná pro stanovení kvality detektoru a také pro možnost snížení koncentrace defektů. Tato dizertace se zabývá výzkumem hlubokých energetických hladin v detektorových materiálech na bázi CdTe s vysokým měrným elektrickým odporem pomocí foto-Hallovy spektroskopie. Klasický přístup je také rozšířen o paralelní excitaci světlem o dvou vlnových délkách a monochromatickou...
|
|
|
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...
|
|
|
Photo-Hall effect spectroscopy and laser-induced transient currents in CdTe-based semiconductor radiation detectors
Musiienko, Artem ; Grill, Roman (vedoucí práce)
Název: Foto-Hallovská spektroskopie a laserem indukované tranzientní proudy v polovodičových detektorech na bázi CdTe Autor: Artem Musiienko Pracoviště: Fyzikální Ústav, MFF UK Vedoucí disertační práce: Prof. RNDr. Roman Grill, CSc, Fyzikální Ústav, MFF UK Abstrakt: Tellurid kademnatý, tellurid zinečnato-kademnatý a tellurid manganato-kademnatý jsou důležité polovodiče používané v detektorech záření, solárních článcích a elektrooptických modulátorech. Jejich elektrické a optické vlastnosti jsou podstatně ovlivňovány poruchami, které se projevují jako energetické hladiny uvnitř pásu zakázaných energií. Tyto poruchy tvoří rekombinační a pasťová centra, která zachytávají světlem generované nosiče a zhoršují detekční vlastnosti detektorů. Současně změna obsazení hladin vede k nabíjení objemu detektoru, což vede ke stínění přiloženého elektrického pole a ke ztrátě citlivosti detektoru. Podrobná znalost struktury defektů v krystalu je proto nezbytná pro stanovení kvality detektoru a také pro možnost snížení koncentrace defektů. Tato dizertace se zabývá výzkumem hlubokých energetických hladin v detektorových materiálech na bázi CdTe s vysokým měrným elektrickým odporem pomocí foto-Hallovy spektroskopie. Klasický přístup je také rozšířen o paralelní excitaci světlem o dvou vlnových délkách a monochromatickou...
|
|
|
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.
|
|
|
Charge transport in semiconducting radiation detectors
Pipek, Jindřich ; Belas, Eduard (vedoucí práce)
Tato práce se zaměřuje na studium transportu náboje v polovodičových detektorech záření. Jsou provedeny teoretické výpočty proudových závislostí založené na rovnici kontinuity a drift-difúzní rovnici. Užitečné aproximace proudových závislostí pro detektor s mělkou elektronovou pastí jsou diskutovány. Monte Carlo simulace proudových závislostí je navržena a aplikována na experimentální proudové závislosti změřené pomocí laserem indukované metody tranzientních proudů pro získání transportních parametrů náboje v detektoru jako je profil elektrického pole, driftová pohyblivost a další parametry. Detektory vyrobené z vysoko odporových GaAs a CdZnTe monokrystalů jsou testovány pomocí elektrických, spektroskopických a optických charakterizačních metod.
|
|
|
Charge transport optical characterization in semiconductor radiation detectors
Ridzoňová, Katarína ; Belas, Eduard (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Charge transport in semiconducting radiation detectors
Pipek, Jindřich ; Belas, Eduard (vedoucí práce)
Tato práce se zaměřuje na studium transportu náboje v polovodičových detektorech záření. Jsou provedeny teoretické výpočty proudových závislostí založené na rovnici kontinuity a drift-difúzní rovnici. Užitečné aproximace proudových závislostí pro detektor s mělkou elektronovou pastí jsou diskutovány. Monte Carlo simulace proudových závislostí je navržena a aplikována na experimentální proudové závislosti změřené pomocí laserem indukované metody tranzientních proudů pro získání transportních parametrů náboje v detektoru jako je profil elektrického pole, driftová pohyblivost a další parametry. Detektory vyrobené z vysoko odporových GaAs a CdZnTe monokrystalů jsou testovány pomocí elektrických, spektroskopických a optických charakterizačních metod.
|
|
|
Měření elektrického pole v polovodičovém detektoru s netriviální geometrií kontaktů
Fridrišek, Tomáš ; Dědič, Václav (vedoucí práce) ; Trojánek, František (oponent)
Hlavním cílem bakalářské práce bylo prozkoumat, zdali je možné použít novou metodu využívající elektrooptický Pockelsův jev ke studiu vnitřního elektrického pole v polovodičovém detektoru gama záření s koplanární mřížkou. Změřením elektrického pole detektoru s triviální geometrií kontaktů byl určen Pockelsův koeficient pro CdZnTe. Následně byl zjištěný Pockelsův koeficient použit pro vyhodnocení 2D vektorového pole u vzorků s netriviální geometrií kontaktů. Zmíněnou metodou se podařilo vyhodnotit intenzitu elektrického pole v téměř celém objemu detektorů s koplanární mřížkou.
|
|
|
Photo-Hall effect spectroscopy and laser-induced transient currents in CdTe-based semiconductor radiation detectors
Musiienko, Artem ; Grill, Roman (vedoucí práce)
Název: Foto-Hallovská spektroskopie a laserem indukované tranzientní proudy v polovodičových detektorech na bázi CdTe Autor: Artem Musiienko Pracoviště: Fyzikální Ústav, MFF UK Vedoucí disertační práce: Prof. RNDr. Roman Grill, CSc, Fyzikální Ústav, MFF UK Abstrakt: Tellurid kademnatý, tellurid zinečnato-kademnatý a tellurid manganato-kademnatý jsou důležité polovodiče používané v detektorech záření, solárních článcích a elektrooptických modulátorech. Jejich elektrické a optické vlastnosti jsou podstatně ovlivňovány poruchami, které se projevují jako energetické hladiny uvnitř pásu zakázaných energií. Tyto poruchy tvoří rekombinační a pasťová centra, která zachytávají světlem generované nosiče a zhoršují detekční vlastnosti detektorů. Současně změna obsazení hladin vede k nabíjení objemu detektoru, což vede ke stínění přiloženého elektrického pole a ke ztrátě citlivosti detektoru. Podrobná znalost struktury defektů v krystalu je proto nezbytná pro stanovení kvality detektoru a také pro možnost snížení koncentrace defektů. Tato dizertace se zabývá výzkumem hlubokých energetických hladin v detektorových materiálech na bázi CdTe s vysokým měrným elektrickým odporem pomocí foto-Hallovy spektroskopie. Klasický přístup je také rozšířen o paralelní excitaci světlem o dvou vlnových délkách a monochromatickou...
|
host ::
RSS.