Room-temperature semiconducting detectors

Abstract

Polovodičový materiál CdTe/CdZnTe má díky svým vlastnostem obrovský aplikační potenciál spektroskopických radiačních detektorech pracujících za pokojové teploty. Takové detektory mohou být využity v lékařství, národní bezpečnosti a pro monitorování jaderných zařízení. Nicméně výsledná kvalita vyrobeného zařízení je ovlivněna mnoha parametry. Jedním z klíčových kroků při výrobě detektorů je použití správné povrchové úpravy. Podrobná studie povrchových úprav a jejich vliv na konečné detekční zařízení je zde uvedena. Další zásadní problémem je polarizace detektoru způsobená vysokým tokem detekovaného záření, který negativně ovlivňuje použití takových zařízení. Polarizace nastává zachycením fotogenerovaných děr v hlubokých pastech uvnitř polovodiče. Možná depolarizace detektoru infračerveným osvětlením během jeho chodu byla experimentálně ověřena a získané výsledky jsou uvedeny v této práci. Pro optimální technologii přípravy je také nutné vyvinout metodu rychlé charakterizace připravených detektorů. Posledním cílem disertační práce je proto studium výsledné kvality připravených planárních a koplanárních detektorů metodou měření transientních proudů (TCT). Jedná se o elektrooptickou metodu, která umožňuje určit různé transportní vlastnosti detektorů záření, jako je vnitřní profil elektrického pole, účinnost...

Semiconducting material CdTe/CdZnTe has a huge application potential in spectroscopic room temperature radiation detection due to its properties. Such detectors can be used in medical applications, homeland security and for monitoring of nuclear facilities. However, the final device quality is influenced by many parameters. One crucial stage in detector fabrication is the proper surface treatment. The detailed study of surface treatments and their effect on final detector device is reported. Another crucial fact is the polarization of the detector caused by high radiation fluxes which negatively affects the use of such devices. The polarization occurs by capturing the photogenerated holes at the deep levels inside the semiconductor. The possible detector depolarization by infrared illumination during the detector operation has been experimentally verified and the obtained results are shown in this thesis. For optimal technology of preparation, it is also necessary to develop the fast characterization method for prepared detectors. The last aim of the thesis is to study the resulting quality of prepared planar and co-planar detectors by transient-current-technique (TCT). TCT is an electro-optical method allowing to determine variety of transport properties of radiation detectors, such as internal electric...