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

Abstract

Název Práce: Bodové defekty v materiálech pro detekci Rentgenova a gama záření Autor: Martin Rejhon Katedra: Institute of Physics of Charles University Školitel: prof. Ing. Jan Franc, DrSc., Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Abstrakt: Telurid kademnatý a jeho sloučeniny jsou vhodnými materiály pro výrobu detektorů rentgenového a gamma záření pracujících za pokojové teploty. Kvalita detektoru je ovlivněna nedokonalostí materiálu, jako jsou krystalové de- fekty a nečistoty. To vede k formování hlubokých hladin, které působí jako rekom- binační a záchytná centra. Poté nahromaděný prostorový náboj na hlubokých hladinách ovlivňuje elektrické a spektroskopické vlastnosti detektoru. Což v konečném důsledku může vést k polarizačnímu efektu, kdy elektrické pole je lokalizováno v blízkosti jednoho kontaktu a detekční vlastnosti jsou snížené. Tato práce se zabývá komplexním studiem pásové struktury detektoru za pomoci rozlišných metod se zaměřením na rozdílnosti mezi CdTe, CdZnTe, CdTeSe a CdZnTeSe. Elektro-optický Pockelsův jev je použit na zkoumaní vlivu osvětlení v rozmezí 900 − 1800 nm na vnitřní elektrické pole. Teplotní a časové vývoje elektrického pole po zapnutí napětí nebo vypnutí přídavného světla o vlnové...

Title: Point defects in materials for detection of X-ray and gamma radiation Author: Martin Rejhon Department: Institute of Physics of Charles University Supervisor: prof. Ing. Jan Franc, DrSc., Institute of Physics of Charles Uni- versity Abstract: Cadmium telluride and its compounds are suitable materials for pro- duction of X-ray and gamma-ray detectors working at room temperature. How- ever, the detector quality is affected by material imperfections, such as crystal defects and impurities. It results into forming of deep levels which act as re- combination and trapping centers. Then, the accumulated space charge at these deep levels influences electric and spectroscopic properties of the detector. In the end it may result in the polarization effect, when the electric field is localized in vicinity of one contact and detection properties are decreased. This thesis reports a complex study of a detector band structure by various meth- ods with focus on differences between CdTe, CdZnTe, CdTeSe and CdZnTeSe. The electro-optic Pockels effect is used to investigate the influence of the illumi- nation in range 900 − 1800 nm on the inner electric field. The temperature and time evolutions of the electric field after application of bias or switching of the additional light at 940 nm were measured to determine deep levels...