Photoconductivity, photoluminescence and charge collection in semiinsulating CdTe and CdZnTe

Abstract

Title: Photoconductivity, photoluminescence and charge collection in semiinsulating CdTe and CdZnTe Author: Jakub Zázvorka Department: Institute of Physics of Charles University Supervisor of the doctoral thesis: prof. Ing. Jan Franc, DrSc., Institute of Physics of Charles University. Abstract: Cadmium telluride and its compounds with zinc are the material of choice in spectroscopic room temperature high energy radiation detectors. The development of the final device is influenced by many parameters, including material impurities and defects, homogeneity and surface preparation. This thesis offers a comprehensive investigation of the detector fabrication process and of the parameters and physical effects influencing the spectroscopic resolution and performance of the detector. Structure of deep levels is investigated through photoluminescence and correlated with other electro-optical measurements dealing with the impact of structural imperfections of the material and their effect. The influence of resistivity and photoconductivity homogeneity on the detector performance is studied through electrical measurement of the charge carrier transport and charge collection of the sample. Obtained results are explained using the Fermi level shift theory and confronted with a theoretical model and calculations. The...

Název práce: Fotovodivost, fotoluminiscence a sběr náboje v semiizolačním CdTe a CdZnTe Autor: Jakub Zázvorka Katedra / Ústav: Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Vedoucí disertační práce: prof. Ing. Jan Franc, DrSc., Fyzikální ústav Univerzity Karlovy Abstrakt: Telurid kademnatý (CdTe) a jeho sloučeniny jsou perspektivními materiály pro výrobu nechlazených detektorů vysokoenergetického záření. Příprava výsledného zařízení je ale ovlivněna mnoha parametry jako jsou materiálové nečistoty a defekty, homogenita a příprava povrchu materiálu. Tato teze obsahuje detailní studii vlivu přípravy vzorků a jevů ovlivňujících spektrální rozlišení a práci výsledného detektoru. Přítomnost hlubokých hladin je zkoumána pomocí fotoluminiscence a korelována s dalšími elektro-optickými měřeními, která se zabývají vlivem strukturálních vad materiálu. Rozbor homogenity odporu a fotovodivosti v porovnání s detektivitou vzorku a jeho elektrickými vlastnostmi je studován pomocí elektrických měření transportu a sběru fotogenerovaného náboje. Získané výsledky jsou vyhodnoceny a porovnány s teoretickým modelem a výpočty. Naměřené jevy jsou objasněny pomocí teorie posunu Fermiho hladiny. Dále je zkoumán vliv přípravy povrchu a jeho oxidace na měření odporu a fotovodivosti a celkové chování CdTe a CdZnTe. Jsou pozorovány změny...