Point defects in materials for detection of X-ray and gamma radiation

• Název práce v češtině: Bodové defekty v materiálech pro detekci Rentgenova a gama záření
• Název v anglickém jazyce: Point defects in materials for detection of X-ray and gamma radiation
• Klíčová slova: Elektrooptický Pockelsův jev, detektor rentgenového a gamma záření, CdTe, hluboké hladiny
• Klíčová slova anglicky: Electro-optic Pockels effect, X-ray and gamma-ray detector, CdTe, deep levels
• Akademický rok vypsání: 2014/2015
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Vedoucí / školitel: prof. Ing. Jan Franc, DrSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 15.09.2015
• Datum zadání: 15.09.2015
• Datum potvrzení stud. oddělením: 02.10.2015
• Datum a čas obhajoby: 10.12.2019 11:30
• Datum odevzdání elektronické podoby: 01.10.2019
• Datum odevzdání tištěné podoby: 03.10.2019
• Datum proběhlé obhajoby: 10.12.2019
• Oponenti: Ing. Jiří Oswald, CSc.
• Konzultanti: RNDr. Václav Dědič, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1) Prostudovat vybranou časopiseckou literaturu o polovodivých materiálech CdTe, (CdZn)Te, SiC 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 závislostí Pockelsova jevu a fotovodivosti vysokodporových vzorků
4) Analyzovat hluboké hladiny odpovědné za změny fotovodivosti pomocí korelací s dalšími metodami (polarizačně citlivá fotoluminiscence, fotoelektrický Hallův jev)
a jejich vliv v závislosti na intenzitě a energii dopadajícího záření
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

Polovodičové detektory Rentgenova a gama záření nacházejí stále širší uplatnění v řadě oblastí zahrnujících lékařské zobrazování, kosmický výzkum, bezpečnost jaderných zařízení, monitoring životního prostředí a další. Nové typy polovodičových detekčních materiálů a detektorů jsou založeny na komplexních směsných sloučeninách typu III-V a II-VI a jejich kombinacích majících optimální vlastnosti z hlediska absorpce vysokoenergetického záření (velké atomové číslo), velkého elektrického odporu a dlouhé doby života zajištˇující vysokou účinnost detektorů. Dosažení optimálních vlastností detekčních polovodičových systémů je závislé na hluboké míře porozumění fyzikálních procesů probíhajících jak při růstu polovodivých monokrystalů, tak při sběru náboje v detektorech, které závisí na koncentraci a charakteru defektů přítomných v materiálu po růstu nebo generovaných během technologického procesu přípravy. Cílem práce je využití komplexu pokročilých experimentálních metod (Pockelsův elektrooptický jev s infračerveným skenováním, bezkontaktní a kontaktní mapování elektrického odporu a fotovodivosti, mapování fotoluminiscence, fotoelektrický Hallův jev, časově rozlišená luminiscence) a numerického modelování ke stanovení bodových defektů ovlivňujících účinnost detekce zejména v extrémních podmínkách – vysoké toky Rentgenova záření a neutronů, vysoké dávky, nízké provozní teploty apod.