Fotoelektrický transport ve vysokoodporovém CdTe pro detektory rentgenova záření

• Název práce v češtině: Fotoelektrický transport ve vysokoodporovém CdTe pro; detektory rentgenova záření
• Název v anglickém jazyce: Photoelectric transport in high resistivity CdTe for gamma ray detectors
• Akademický rok vypsání: 2007/2008
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Vedoucí / školitel: prof. Ing. Jan Franc, DrSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 12.10.2007
• Datum zadání: 12.10.2007
• Datum a čas obhajoby: 22.09.2009 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 22.09.2009
• Datum proběhlé obhajoby: 22.09.2009
• Oponenti: Prof. RNDr. Josef Šikula, DrSc.

Zásady pro vypracování

1) Prostudovat vybranou časopiseckou literaturu o polovodivých materiálech CdTe a (CdZn)Te se zaměřením na vysokoodporový materiál vhodný pro detekci Roentgenova záření a záření gama
2) Seznámit se s principy měření optických metod (fotovodivosti, fotoelektrická spektroskopie, fotoluminiscence)
3) Provést měření a vyhodnocení spektrálních a lux-ampérových závislostí fotovodivosti několika vysokodporových vzorků
4) Měření lux-ampérových charakteristik provést pro proměnnou energii laserového svazku pomocí Ti-safírového laseru
5) Naměřené závislosti numericky modelovat programem pro simultánní řešení drift-difúzní a Poissonovy rovnice

Seznam odborné literatury

1. N.V.Joshi, Photoconductivity, Art, Science and Technology, Marcel Dekker, New York, 1990
2.G.F.Neumark, Mater.Sci.Eng. R21 (1997), 1

Předběžná náplň práce

Důvod pro aplikaci CdTe a CdZnTe jako materiálu pro detekci Roentgenova záření a záření gama vyplývá z toho, že se jedná o materiál s vysokým atomovým číslem a hustotou, z čehož vyplývá vysoká kvantová účinnost detekce při nízkých energiích fotonů. Potřebných vlastností lze navíc dosáhnout při pokojové teplotě, což předurčuje tento materiál jako vhodný pro přípravu nechlazených přenosných detektorů záření gama s využitím v oblasti jaderné bezpečnosti, bezpečnosti na letištích a celních přechodech. Požadavky na materiál vhodný pro výrobu detektorů jsou nízký temný proud a vysoká hodnota součinu pohyblivosti a doby života nosičů proudu. Realizace vysokého odporu je poměrně jednoduchá pomocí legování příměsemi s hlubokou hladinou uprostřed zakázaného pásu. Tato hladina však spolu s dalšími hladinami přítomnými v materiálu působí jako rekombinační nebo pasťové centrum snižující dobu života nosičů proudu. Studium hlubokých hladin je proto vysoce aktuální z hlediska zvýšení kvality materiálu pro připravu detektorů v návaznosti na volbu vhodného dopantu, optimalizaci jeho koncentrace a nastavení vhodných podmínek růstu krystalů minimalizujících generaci mřížkových defektů. Využití fotovodivostní spektroskopie umožňuje studovat transport náboje v konfiguraci a podmínkách blízkých reálné činnosti detektoru a charakterizovat vliv hlubokých hladin na transport elektronů a děr.