ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В ходе выполнения работы разработана комплексная методика исследования характеристик монокристаллов CdTe и CdZnTe, включающая измерение BAX и удельного сопротивления образцов; измерение эффективности сбора и подвижности носителей; измерение спектральных характеристик фотопроводимости; создана математическая модель процесса сбора заряда и формирования амплитудного спектра в детекторах на основе CdTe, CdZnTe при облучении гамма-квантами; экспериментально изучена связь электрофизических характеристик с прецизионными спектрометрическими характеристиками; разработан технологический блок детектирования гамма-излучения и выполнено и выполнено измерение технических характеристик изготовленных детекторов копланарной конструкции на основе CdZnTe.

По результатам работы сделаны следующие выводы:

1. Результаты сравнения аппаратурных спектров гамма-излучения, полученные с помощью статистического моделирования методом Монте- Карло, с экспериментальными данными, полученными при измерении характеристик детектирующих структур показали адекватность принятой модели физических процессов, описывающих поглощение энергии гамма- квантов и транспорт носителей заряда.

2. Установлено, что для создания высокоэффективных детекторов на основе монокристаллов необходимо обеспечивать электрофизические параметры материала в пределах: удельное сопротивление IO¹⁰Ом-см, транспортные характеристики (для электронов, μτ_e ): (3÷30)∙10^³для CdZnTe и (l÷3)∙10³cm²∕Bдля CdTe.

3. Лучшие параметры транспортного переноса μτ_eэлектронов (4-7) IO'³ CM²ZB имеют детектирующие структуры CdZnTe производства «RedlenTechnologiesInc.». Эти же детекторы обладают наименьшими токами утечки 1-10 нА (плотность тока при электрическом поле 600 В/см около 2,5 нА/см²) и удельным сопротивлением (2-6)∙10¹° Ом см. Данные образцы

являются наилучшим материалом для копланарных, стриповых, пиксельных и полусферических детекторов.

4. На транспортные характеристики монокристаллов CdTe и CdZnTe основное влияние оказывает наличие глубоких ловушек и степень из заполнения. C использованием разработанной установки для измерения спектров метод токовой релаксационной спектроскопии глубоких уровней (ТРСГУ) зафиксированы в монокристаллах ловушки с энергией: (0.32-0.33) эВ (основной тип, связан с антиструктурным дефектом Теса); центры на основе катионных вакансий: (0.19-0.23) эВ, (0.44-0.46) эВ, (0.65-0.83) эВ; дырочный центр (0.91-0.94) эВ. Хорошие параметры транспортного переноса μτ_eэлектронов на детекторных структурах CdZnTe определяются малой концентрацией глубоких и мелких центров захвата носителей.

5. На качество детекторов и приборов на их основе влияют

конструктивные элементы (величина питча, конструкция сеточных электродов, межсеточный промежуток, общее количество полос), параметры технологии изготовления детекторов (подготовка поверхности и формирование контактов), однородность монокристаллов и их электрофизические характеристики. Измеренные спектры от источников гамма-излучения ¹³⁷Cs, ²⁴¹Am, ⁵⁷Co, ¹³³Ba подтверждают высокое

энергетическое разрешение детекторов и подтверждает важность оптимизации конструкции сеточных электродов для обеспечения однородного сбора носителей (измеренное энергетическое разрешение изготовленных экспериментальных образцов копланарных детекторов по энергии 662 кэВ (¹³⁷Cs) составляет 3,9-4.2%).

Выражаю благодарность коллективу отдела детекторов ионизирующих излучений АО «ИФТП», Газизову И.М., Ольневу А.А. и, особенно, Харитонову Ю.П. за полезные обсуждения технических и научных проблем, связанных с данной работой.