Charge transport in semiconducting radiation detectors

Abstract

Tato práce se zaměřuje na studium transportu náboje v polovodičových detektorech záření. Jsou provedeny teoretické výpočty proudových závislostí založené na rovnici kontinuity a drift-difúzní rovnici. Užitečné aproximace proudových závislostí pro detektor s mělkou elektronovou pastí jsou diskutovány. Monte Carlo simulace proudových závislostí je navržena a aplikována na experimentální proudové závislosti změřené pomocí laserem indukované metody tranzientních proudů pro získání transportních parametrů náboje v detektoru jako je profil elektrického pole, driftová pohyblivost a další parametry. Detektory vyrobené z vysoko odporových GaAs a CdZnTe monokrystalů jsou testovány pomocí elektrických, spektroskopických a optických charakterizačních metod.

This thesis is focused on study of charge transport in semiconducting radiation detectors. Theoretical calculations of current waveforms based on continuity equation and drift-diffusion equation are done. Useful approximations of current waveforms for detector with shallow electron trap are discussed. Monte Carlo simulation of the current waveforms is proposed and applied to fit experimental current waveforms measured using laser-induced transient current technique and for evaluation of charge transport parameters of the detector such as electric field profile, trapping and detrapping time of traps, drift mobility and other parameters. Detectors prepared from semi-insulating GaAs and CdZnTe single crystals are tested using electrical, spectroscopic and optical characterization techniques.