Регистрация / Вход
Прислать материал

Полупроводниковый детектор нейтронов на основе VPE GaAs.

Фамилия
Казакова
Имя
Юлиана
Отчество
Витальевна
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Полупроводниковой электроники и физики полупроводников
Академическая группа
ППЭ-13-2
Научный руководитель
к.ф.-м.н., доц. Диденко С.И.
Название тезиса
Полупроводниковый детектор нейтронов на основе VPE GaAs.
Тезис

В наше время полупроводниковые детекторы элементарных частиц широко применяются в разных сферах жизни и областях науки - медицине, таможенном контроле, космосе, археологии, ядерной физике и физике элементарных частиц. На основе результатов, получаемых с помощью ядерных детекторов, ученые открывают новые элементарные частицы.

Полупроводниковые детекторы имеют некоторые преимущества перед сцинтилляционными и газовыми детекторами. А именно высокое энергетическое разрешение, способность работать при комнатной температуре, высокое пространственное разрешение, малый вес и размер.

Особый интерес вызывает регистрация нейтронов, т.к. она происходит косвенным образом, т.е. по вторичным заряженным частицам, которые возникают в ходе ядерных реакций и взаимодействий, вызванных нейтронами. В работе рассматриваются методы регистрации нейтронов и их взаимодействие с веществом.

В работе рассмотрены полупроводниковые детекторы нейтронов на основе различных полупроводниковых материалов, таких как Si, GaAs, SiC, BN, C. На основе этих материалов изготавливают детекторы с конвертером и объемные детекторы. В качестве конвертора как правило используются слои 10B, 6LiF, 6Li.

С точки зрения выбора материала детектора нейтронов широкозонные полупроводники обладают такими преимуществами как, низкий ток утечки при комнатной температуре, хорошее энергетическое разрешение, хорошая радиационная стойкость, сохраняют работоспособность при высоких температурах. В работе показано, что на сегодняшний день для применений требующих высокой температурной и радиационной стойкости при условии невысокой стоимости наиболее подходящим матералом является GaAs.

В данной работе предложена конструкция и рассчитываются характеристики поверхностно-барьерного детектора нейтронов на основе VPE  GaAs. Площадь детектора составляет 9 мм × 9 мм, эпитаксиальные слои арсенида галлия наносились с разной толщиной от 42 мкм до 60 мкм, с концентрацией носителей заряда на уровне 3∙1011 см-3. Для этого детектора рассчитывается эффективность сбора заряда при разных толщинах эпитаксиальных слоев и разных приложенных смещениях. Расчет проводился исходя из механизма собирания носителей заряда в сильном электрическом поле с помощью уравнения Хехта.

\(CCE=\frac{\int\limits_0^R \mathrm{\eta}({x)}\,\mathrm{d}x} {R}\)