Photo-Hall effect spectroscopy and laser-induced transient currents in CdTe-based semiconductor radiation detectors

Abstract

Název: Foto-Hallovská spektroskopie a laserem indukované tranzientní proudy v polovodičových detektorech na bázi CdTe Autor: Artem Musiienko Pracoviště: Fyzikální Ústav, MFF UK Vedoucí disertační práce: Prof. RNDr. Roman Grill, CSc, Fyzikální Ústav, MFF UK Abstrakt: Tellurid kademnatý, tellurid zinečnato-kademnatý a tellurid manganato-kademnatý jsou důležité polovodiče používané v detektorech záření, solárních článcích a elektrooptických modulátorech. Jejich elektrické a optické vlastnosti jsou podstatně ovlivňovány poruchami, které se projevují jako energetické hladiny uvnitř pásu zakázaných energií. Tyto poruchy tvoří rekombinační a pasťová centra, která zachytávají světlem generované nosiče a zhoršují detekční vlastnosti detektorů. Současně změna obsazení hladin vede k nabíjení objemu detektoru, což vede ke stínění přiloženého elektrického pole a ke ztrátě citlivosti detektoru. Podrobná znalost struktury defektů v krystalu je proto nezbytná pro stanovení kvality detektoru a také pro možnost snížení koncentrace defektů. Tato dizertace se zabývá výzkumem hlubokých energetických hladin v detektorových materiálech na bázi CdTe s vysokým měrným elektrickým odporem pomocí foto-Hallovy spektroskopie. Klasický přístup je také rozšířen o paralelní excitaci světlem o dvou vlnových délkách a monochromatickou...

Title: Photo-Hall effect spectroscopy and laser-induced transient currents in CdTe-based semiconductor radiation detectors Author: Artem Musiienko Department / Institute: Institute of Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University Supervisor of the doctoral thesis: Prof. RNDr. Roman Grill, CSc, Institute of Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University Abstract: Cadmium Telluride, Cadmium Zinc Telluride, and Cadmium Manganese Telluride are important semiconductors with applications in radiation detection, solar cells, and electro-optic modulators. Their electrical and optical properties are principally controlled by defects forming energy levels within the bandgap. Such defects create recombination and trapping centers capturing photo- created carriers and depreciating the performance of the detector. Simultaneously, the changed occupancy of levels leads to the charging of detector's bulk, which results in the screening of applied bias and the loss of detector's sensitivity. Detailed knowledge of crystal defect structure is thus necessary for the predictable detector work and also for the possibility to reduce the structural defects concentration. This thesis reports on the investigation of deep energy levels in CdTe-based high resistivity and detector-grade materials by...