📄Работа №183399
Тема: ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ СБОРА ЗАРЯДОВ СЕНСОРОВ НА ОСНОВЕ GaAs:Cr-CTPУKTУP ПРИ ОБЛУЧЕНИИИ ИМПУЛЬСАМИ ИК-ДИАПАЗОНА
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Физика
Объем:
34 листов
Год:
2019
Просмотров:
62
4600
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Обзор данных по температурным зависимостям эффективности сбора зарядов
сенсоров на основе GaAs:Cr- структур 6
1.1 Полупроводниковые детекторы ионизирующего излучения 6
1.2 Характеристика материалов для полупроводниковых детекторов 7
1.3 Эффективность сбора зарядов 7
1.4 Структуры на основе GaAs 8
1.4.1 Теория сильно компенсированных полупроводников (СЛКП) 9
1.4.2 Компенсация GaAs хромом 11
1.5 Исследования сенсоров на основе GaAs 13
1.6 Оптическое излучение - как метод исследования 17
1.7 Выводы к литературному обзору и постановка задачи 18
2 Экспериментальные результаты 20
2.1 Исследуемые образцы 20
2.2 Методика измерений 21
2.3 Амплитудные спектры 23
2.4 Эффективность сбора заряда 26
2.5 Определение времени жизни электронов 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 33
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Обзор данных по температурным зависимостям эффективности сбора зарядов
сенсоров на основе GaAs:Cr- структур 6
1.1 Полупроводниковые детекторы ионизирующего излучения 6
1.2 Характеристика материалов для полупроводниковых детекторов 7
1.3 Эффективность сбора зарядов 7
1.4 Структуры на основе GaAs 8
1.4.1 Теория сильно компенсированных полупроводников (СЛКП) 9
1.4.2 Компенсация GaAs хромом 11
1.5 Исследования сенсоров на основе GaAs 13
1.6 Оптическое излучение - как метод исследования 17
1.7 Выводы к литературному обзору и постановка задачи 18
2 Экспериментальные результаты 20
2.1 Исследуемые образцы 20
2.2 Методика измерений 21
2.3 Амплитудные спектры 23
2.4 Эффективность сбора заряда 26
2.5 Определение времени жизни электронов 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 33
📖 Аннотация
Работа посвящена экспериментальному исследованию температурной зависимости эффективности сбора заряда (ССЕ) в планарных сенсорах на основе структур компенсированного хромом арсенида галлия (GaAs:Cr) при их облучении импульсным оптическим излучением инфракрасного диапазона. Актуальность исследования обусловлена потребностью в создании радиационно-стойких и высокоомных полупроводниковых детекторов для медицинской визуализации и систем безопасности, где ключевым параметром является стабильность работы в широком температурном диапазоне. В ходе работы методом анализа амплитудных спектров от импульсного ИК-излучения были получены температурные зависимости ССЕ и времени жизни носителей заряда для двух партий образцов, различающихся температурой отжига. Установлено, что для образцов с температурой отжига Т+20°С температурная зависимость ССЕ и времени жизни отсутствует, в то время как для образцов, отожженных при температуре Т°С, наблюдается снижение обоих параметров с ростом температуры, что связано с уменьшением времени жизни носителей. Полученные результаты, согласующиеся с теоретическими положениями о электронных свойствах легированных полупроводников, изложенными в работах Шкловского Б.И. и Ayzenshtat G.I., имеют практическую значимость для оптимизации технологических режимов производства, в частности температурного отжига, с целью создания стабильных GaAs:Cr-сенсоров с предсказуемыми характеристиками для рентгеновских детекторов в системах медицинской диагностики и досмотра.
📖 Введение
В современной ядерной физике для исследования частиц, а также для изучения различных свойств радиоактивных излучений (а- и 0 -частиц, у-квантов), применяются различные методы, в основе которых лежит ионизирующее действие излучаемых частиц. Устройства, позволяющие проводить регистрацию элементарных частиц, ядер атомов, а также рентгеновских и гамма-излучений, называются детекторами.
Со второй середины прошлого века для изготовления детекторов стали применять полупроводниковые материалы. Наиболее часто используемыми материалами являются Si и Ge. Однако они не являются радиационно-стойкими, что проявляется в адекватном росте темнового тока в детекторе в процессе эксплуатации, этот факт ограничивает их применение в качестве материала для детекторов. Радиационно-стойкими, по своей природе, являются бинарные полупроводники, а большая ширина их запрещенной зоны (>1,5 эВ) обуславливает меньшие токи утечки. В основном полупроводниковые детекторы изготавливаются на основе монокристаллов GaAs. Данный материал является радиационно-стойким и высокоомным, а более простая и дешевая технология производства, делает его пригодным для коммерческого использования.
Наиболее перспективно применение многоэлементных полупроводниковых детекторов для создания:
- малодозовых медицинских цифровых томографов, маммографов, систем диагностики раковых опухолей, дентальных аппаратов, рентгенодиагностики заболеваний человека;
- высокоэффективных систем таможенного досмотра и систем контроля перемещения опасных грузов;
- малодозовых систем безопасности в аэропортах, вокзалах, на транспортных магистралях, способных снизить вероятность террористических акций в местах большого скопления людей [1].
Эффективность сбора заряда является одной из важнейших характеристик сенсоров ионизирующего излучения, поэтому исследования, направленные на повышение эффективности детекторов из арсенида галлия, являются актуальными.
Данная работа посвящена исследованию температурной зависимости эффективности сбора зарядов сенсоров на основе GaAs:Cr-структур.
Со второй середины прошлого века для изготовления детекторов стали применять полупроводниковые материалы. Наиболее часто используемыми материалами являются Si и Ge. Однако они не являются радиационно-стойкими, что проявляется в адекватном росте темнового тока в детекторе в процессе эксплуатации, этот факт ограничивает их применение в качестве материала для детекторов. Радиационно-стойкими, по своей природе, являются бинарные полупроводники, а большая ширина их запрещенной зоны (>1,5 эВ) обуславливает меньшие токи утечки. В основном полупроводниковые детекторы изготавливаются на основе монокристаллов GaAs. Данный материал является радиационно-стойким и высокоомным, а более простая и дешевая технология производства, делает его пригодным для коммерческого использования.
Наиболее перспективно применение многоэлементных полупроводниковых детекторов для создания:
- малодозовых медицинских цифровых томографов, маммографов, систем диагностики раковых опухолей, дентальных аппаратов, рентгенодиагностики заболеваний человека;
- высокоэффективных систем таможенного досмотра и систем контроля перемещения опасных грузов;
- малодозовых систем безопасности в аэропортах, вокзалах, на транспортных магистралях, способных снизить вероятность террористических акций в местах большого скопления людей [1].
Эффективность сбора заряда является одной из важнейших характеристик сенсоров ионизирующего излучения, поэтому исследования, направленные на повышение эффективности детекторов из арсенида галлия, являются актуальными.
Данная работа посвящена исследованию температурной зависимости эффективности сбора зарядов сенсоров на основе GaAs:Cr-структур.
✅ Заключение
В ходе работы были измерены амплитудные спектры планарных сенсоров на основе GaAs:Cr структур. На основе их анализа были получены температурные зависимости эффективности сбора заряда для исследуемых образцов из двух партий.
В результате были сделаны следующие выводы:
1. Для образцов из партии №1 (температура отжига Т+20оС) температурная зависимость эффективности сбора зарядов отсутствует. Величина ССЕ для сенсоров из партии №2 (температура отжига Т оС) с ростом температуры уменьшается.
2. Было выявлено, что температурная зависимость времени жизни носителей заряда для партии №1 (температура отжига Т+20оС) отсутствует. Для сенсоров из партии №2 (температура отжига Т оС) характерно уменьшение значения времени жизни носителей заряда (более чем в 2 раза) с ростом рабочей температуры.
3. Установлено, что зависимость ССЕ(Т) для образцов из партии №2 (температура отжига Т оС) связана с уменьшением времени жизни, по мере роста температуры на сенсоре. Для образцов из партии №1 (температура отжига Т+20оС) зависимость отсутствует ввиду отсутствия температурной зависимости времени жизни носителей зарядов.
В результате были сделаны следующие выводы:
1. Для образцов из партии №1 (температура отжига Т+20оС) температурная зависимость эффективности сбора зарядов отсутствует. Величина ССЕ для сенсоров из партии №2 (температура отжига Т оС) с ростом температуры уменьшается.
2. Было выявлено, что температурная зависимость времени жизни носителей заряда для партии №1 (температура отжига Т+20оС) отсутствует. Для сенсоров из партии №2 (температура отжига Т оС) характерно уменьшение значения времени жизни носителей заряда (более чем в 2 раза) с ростом рабочей температуры.
3. Установлено, что зависимость ССЕ(Т) для образцов из партии №2 (температура отжига Т оС) связана с уменьшением времени жизни, по мере роста температуры на сенсоре. Для образцов из партии №1 (температура отжига Т+20оС) зависимость отсутствует ввиду отсутствия температурной зависимости времени жизни носителей зарядов.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.