Планарные детекторы рентгеновского и гамма-излучения на основе CdTe, CdZnTe с барьером Шоттки или р-п-переходом
Существует большое количество задач регистрации рентгеновского и гамма-излучений, где необходимо использование высококачественных CdTe и CdZnTe детекторов достаточно большого объема с высоким энергетическим разрешением, например, в рентгенфлюоресцентном анализе (РФА).
Применение CdZnTe детекторов для этих целей, как правило, исключается в связи с плохим сбором дырок. Применение планарных спектрометрических детекторов CdTe при комнатной температуре ограничено из-за больших токов утечки и связанными с ними тепловыми шумами. Большие токи также не позволяют прикладывать высокое напряжение к детектору. Для уменьшения токов утечки применяют планарные p-i-n-структуры или структуры с барьером Шоттки, в которых при приложении напряжения происходит обеднение чувствительного объема детектора основными носителями. Токи утечки таких детекторов имеют величины порядка IO'10А, что существенно меньше вклада в энергетическое разрешение других источников. CdTe детекторы имеют хорошие транспортные характеристики - μτэлектронов и дырок IO'3и IO'4cm2∕B, соответственно. Но для сбора всех носителей, в особенности дырок, необходимо прикладывать электрические поля не меньше (l-3)∙104В/см. Для уменьшения вклада тепловых шумов применяется охлаждение до температур - 40 C термоэлектрическим холодильником детектора и головного каскада ЗЧПУ с расположенным на нем полевым транзистором и резистором обратной связи. В этих условиях также слабо проявляется эффект поляризации детекторов - один из основных недостатков детекторов с барьером. Такая конструкция блока детектирования является стандартной.
Токи утечки детектора при этом составляют IO'11 ÷ IO-l2A, что позволяет достичь высокого энергетического разрешения. При изготовлении барьера Шоттки обычно применяются 1п-электроды [10]. Промышленное производство таких CdTe детекторов налажено фирмой «Acrorad». Этому способу присущи недостатки, связанные с чувствительностью контактов ко внешним воздействиям и невысокой надежностью приборов. Типичные величины энергетического разрешения Шоттки CdTe-детекторов при их облучении источником 241Am составляют 530 эВ по линии 14 кэВ и 810 эВ по линии 59,5 кэВ [7]. При альтернативном способе изготовления барьера создается глубоко расположенный р-п переход с помощью термической диффузии лития. Обратный контакт к таким детекторам создают осаждением или напылением тонкого слоя золота или платины. На CdTe p-i-n детекторах площадью 20 мм2 и толщиной 1,5 мм было получено энергетическое разрешение менее 270 эВ по линии 5,9 кэВ (источник 55Fe) и 330 эВ по линии 17,7 кэВ (источник 241Am) [8].
На CdTe p-i-n детекторах размером 2?2?1 мм при комнатной температуре было получено энергетическое разрешение 2,1 кэВ по линии 59,5 кэВ источника 241Am и 3 кэВ по линии 122 кэВ источника 57Co.
1.3.3.
Еще по теме Планарные детекторы рентгеновского и гамма-излучения на основе CdTe, CdZnTe с барьером Шоттки или р-п-переходом:
- Планарные детекторы рентгеновского и гамма-излучения CdTe, CdZnTe на основе структуры МПМ
- Анализ технологий изготовления детекторов ионизирующих излучений на основе CdTe, CdZnTe
- Области применения детекторов CdTe, CdZnTe
- 3.11. Детекторы рентгеновского излучения
- ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА СБОРА ЗАРЯДА И ФОРМИРОВАНИЯ АМПЛИТУДНОГО СПЕКТРА В ДЕТЕКТОРАХ НА ОСНОВЕ CdTe, CdZnTe ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ГАММА-КВАНТАМИ
- Тенденции развития мирового приборостроения на основе CdTe, CdZnTe
- 5.1. Измерение технических характеристик детекторов копланарной конструкции на основе CdZnTe
- Детекторы с преимущественно электронным сбором заряда. Квазиполусферические детекторы. Детекторы Фриша. Пиксельные детекторы
- Сбор индуцированного заряда в планарном детекторе
- 3.2. Сбор индуцированного заряда в планарном детекторе
- ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ МИРОВОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ НА ОСНОВЕ CdTe и CdZnTe
- ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК CdTe, CdZnTe
- Измерение спектрометрических характеристик детектирующих структур из CdTe и CdZnTe
- Разработка комплексной методики исследования характеристик монокристаллов CdTe и CdZnTe
- Транспортные характеристики детектирующих структур CdTe, CdZnTe
- Поглощение излучения в материале детектора
- СМИРНОВ Александр Александрович. Электрофизические характеристики детектирующих структур на основе CdTe и CdZnTe. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Тверь - 2018, 2018
- Методики определения высоты барьера Шоттки