Детектори на основі напівпровідникових сполук CdTe І CdZnTe для дозиметрії іонізуючого випромінювання
Встановлення закономірностей фізичних процесів, що протікають у детекторах гамма-випромінювання на основі напівпровідникових сполук CdTe і CdZnTe. Методи поліпшення характеристик детекторів, створення на їхній основі дозиметричних блоків детектування.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 22.07.2014 |
| Размер файла | 62,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Національний науковий центр
"Харківський фізико-технічний інститут"
Детектори на основі напівпровідникових сполук CdTe І CdZnTe для дозиметрії іонізуючого випромінювання
01.04.21 - радіаційна фізика і ядерна безпека
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата фізико-математичних наук
Рибка Олександр Вікторович
Харків-2003
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Національному науковому центрі "Харківський фізико-технічний інститут"
Науковий керівник:
доктор фізико-математичних наук, професор, Ажажа Володимир Михайлович, Національний науковий центр "Харківський фізико-технічний інститут" міністерства освіти і науки України, заступник директора ІФТТМТ ННЦ ХФТІ.
Офіційні опоненти:
доктор фізико-математичних наук, професор, Коваленко Григорій Дмитрович, Український науково-дослідний інститут екологічних проблем Міністерства екології та природних ресурсів України, м. Харків, заступник директора;
доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, Пузіков В'ячеслав Михайлович, НТК "Інститут монокристалів" НАН України, науково-дослідне відділення "Оптичні і конструкційні кристали", м. Харків, директор відділення.
Провідна установа: Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України, кафедра напівпровідникової і вакуумної електроніки, м. Харків.
Захист відбудеться " 21 " травня 2003 р. о 14 00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.845.01 Національного наукового центру "Харківський фізико-технічний інститут", за адресою: 61108, м. Харків, вул. Академічна, 1.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного наукового центру "Харківський фізико-технічний інститут", за адресою: 61108, м. Харків, вул. Академічна, 1.
Автореферат розісланий "_15_" __квітня___ 2003 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор фізико-математичних наук М.І. Айзацький
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Основним джерелом радіаційної і ядерної небезпеки в Україні є АЕС і паливопереробні підприємства. Реконструкція систем радіаційного контролю - актуальна задача, оскільки штатна апаратура систем морально і фізично застаріла і за деякими характеристиками не відповідає вимогам сучасної нормативної документації. Розробка і створення приладів радіаційного контролю - одна з задач при реконструкції АЕС і рішенні питань екологічної безпеки в Україні. Якщо врахувати наслідки Чорнобильської аварії і те, що радіаційний моніторинг необхідний на всієї території України, можна впевнено говорити про актуальність задачі розробки і створення нових блоків детектування (БД), що використовуються для реєстрації іонізуючого випромінювання.
Основним елементом БД є детектори. З розвитком ядерної фізики детектори іонізуючих випромінювань розроблялися в послідовності: лічильники Гейгера - сцинтилятори - напівпровідникові детектори (НПД) на основі Ge і Si. Тепер їм на зміну приходять НПД типа АIIВVI і АIIIВV, які здатні ефективно працювати при кімнатних температурах. НПД працюють на принципі зміни електропровідності під дією іонізуючого випромінювання. У порівнянні з газовими іонізаційними камерами і сцинтиляторами НПД мають ряд переваг, головна з яких - висока чутливість при малих розмірах.
Завдяки унікальному поєднанню (часом суперечливих) характеристик, таких як ширина забороненої зони, рухливість і час життя носіїв заряду та питомий опір, напівпровідникові сполуки CdTe і CdZnTe мають переваги при використанні їх як матеріалу для ефективного детектора іонізуючого випромінювання.
Незважаючи на велике число публікацій по дослідженню спектрометричних властивостей детекторів з CdTe і CdZnTe, у літературі практично відсутні дані, пов'язані з реєстрацією і дозиметрією потоків -випромінювання, особливо великої потужності, а також дані експлуатаційних характеристик детекторів, температурної стійкості, радіаційної стійкості, відтворюваності і надійності вимірів, проведених з їхньою допомогою. Без таких даних неможливо розробити ефективні і надійні напівпровідникові детектори для дозиметрії -випромінювання.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в Національному науковому центрі "Харківський фізико-технічний інститут" і пов'язана з: Державною програмою "Державне замовлення науково-технічної продукції" (реєстраційний номер 6.01.11)"Розробка і впровадження комплексу фізичних засобів вимірювань і контролю ядерних випромінювань на основі досконалих напівпровідникових монокристалів типу A2B6 і A3B5 з метою ужорсточення контролю і підвищення безпеки атомних станцій і "Об'єкту "Укриття" України" (виконується відповідно до наказу Міністерства освіти і науки України від
16.02.2001 № 71); багатогалузевою науково-технічною програмою "Програма робіт з атомної науки і техніки ННЦ ХФТІ на 1993-2000 рік" (виконана відповідно до постанови КМУ №588 від 20.07.93., реєстраційний номер 08.05-КМ/03-93); багатогалузевою науково-технічною програмою "Програма проведення фундаментальних досліджень по атомній науці і техніці ННЦ ХФТІ на 2001-2005 рік" (виконується відповідно до розпорядження КМУ від 13.09.01. № 421-р., державний реєстраційний номер 080901UP0009); ДКР "Розробка і виготовлення каналів виміру густини потоку нейтронів і потужності експозиційної дози (ПЕД) -випромінювання на перспективних перетворювачах для реконструкції комплексу технічних засобів системи контролю "Фініш-Р" (державний реєстраційний номер 0101U007786); договором про матеріально-технічну підтримку № B343688 з Ліверморською Національною Лабораторією ім. Лоуренса "Розробка напівпровідникових кристалів для спектроскопії г-випромінювання при кімнатних температурах"; проектною угодою № 1787 з Українським науково-технологічним центром "Нові підходи до вирощування CdZnTe і створення сенсорів ядерного випромінювання для моніторингу навколишнього середовища".
Мета і задачі дослідження
Мета дослідження - встановлення закономірностей фізичних процесів, що протікають у детекторах г-випромінювання на основі напівпровідникових сполук CdTe і CdZnTe, розробка методів поліпшення характеристик детекторів, і створення на їхній основі дозиметричних блоків детектування.
Об'єкт дослідження - детектори іонізуючого випромінювання на основі напівпровідникових сполук CdTe і CdZnTe.
Предмет дослідження - фізичні процеси у детекторах на основі CdTe і CdZnTe для дозиметрії г-випромінювання.
Для досягнення поставленої мети були розв'язані такі задачі:
- розроблено фізичні критерії відбору ефективного матеріалу для детектування g-випромінювання і обґрунтовано вибір CdTe і CdZnTe для цих цілей;
- проаналізовані фізичні процеси, що відбуваються в напівпровідникових сполуках при взаємодії з фотонами, з урахуванням цілей дозиметрії g-випромінювання і обраних матеріалів;
- проведено комплексне дослідження електрофізичних властивостей детекторів;
- установлений діапазон робочих температур детекторів із CdTe та CdZnTe;
- розроблено нові методи обробки бічної поверхні детекторів для зниження струмів витоку;
- створено експериментальні зразки БД для дозиметрії g-випромінювання;
- вивчені дозиметричні характеристики детекторів і похибки визначення потужності експозиційної дози (ПЕД) -випромінювання в широкому діапазоні доз і енергій;
- проведено математичне моделювання поглинання г-випромінювання і розрахований фільтр-поглинач для корекції енергетичної залежності ефективності реєстрації в CdTe (CdZnTe) детекторах;
- досліджено радіаційну стійкість детекторів із CdTe і CdZnTe.
Для вирішення поставлених задач були використані наступні методи дослідження:
- метод виміру електричного опору і вольт-амперних характеристик (ВАХ) детекторів, у тому числі при різних температурах і під впливом г-випромінювання;
- метод виміру добутку часу життя на рухливість нерівновагих носіїв заряду, збуджених -квантами;
- метод г-спектрометрії детекторів під впливом випромінювання зразкових джерел -випромінювання для контролю характеристик детекторів;
- метод виміру дискретної й аналогової чутливості детекторів і БД при іспитах у лічильному і струмовому режимах на робочих еталонах - перевірочних g-дозиметричних установках;
- метод Монте-Карло для розрахунку на ПЕОМ ефективності реєстрації -квантів детекторами з фільтрами різних конструкцій;
- метод виміру поглиненої дози при опроміненні в гальмовому полі лінійного прискорювача під час дослідження радіаційної стійкості детекторів.
Наукова новизна отриманих результатів. При виконанні дисертаційної роботи вперше отримані наступні результати:
- сформульовані і фізично обґрунтовані критерії вибору бінарних напівпровідникових сполук, перспективних для виготовлення НПД -випромінювань, що не вимагають кріогенного охолодження;
- вивчені фізичні закономірності й особливості взаємодії фотонів різних енергій, що властиві детекторам з напівпровідникових сполук CdTe і CdZnTe, призначених для дозиметрії -випромінювання;
- досліджено фізичні закономірності зниження струмів витоку (темнових струмів) при пасивації бічної поверхні детекторів із CdTe та CdZnTe методом іонно-плазмового напилювання;
- досліджено зв'язок експлуатаційних електрофізичних характеристик CdTe і CdZnTe детекторів з дозиметричними характеристиками г-випромінювання;
- отримано експериментальні результати з дозиметрії потужних потоків g-випромінювання детекторами з CdTe і CdZnTe;
- досліджено радіаційну стійкість детекторів з CdTe і CdZnTe у полях г-випромінювання.
Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що:
- розроблена методика досліджень електрофізичних характеристик CdTe і CdZnTe детекторів у широкому інтервалі експлуатаційних температур;
- розроблена технологія виготовлення детекторів іонізуючих випромінювань з CdTe і CdZnTe, експериментальні партії яких успішно пройшли сертифікаційні іспити;
- розроблено новий спосіб іонно-плазмової пасивації бічної поверхні детекторів з CdTe і CdZnTe, що дозволило істотно знизити темнові струми і збільшити чутливість детекторів;
- розроблено і зареєстровані технічні умови "Детектор напівпровідниковий г-випромінювання ТХ201АП" (ТУ В 22651643.001-99 зареєстровані 31.12.1999 р.) на напівпровідникові детектори з CdTe (CdZnTe);
- розроблений і запатентований пристрій для виміру потоку ядерного випромінювання (Патент № 23951А, Україна. МПК 6 С 01 Т 1/00, 1/16, 1/24 опубл. 31.08.98);
детектор напівпровідникова сполука дозиметричний
- розроблені і виготовлені експериментальні БД -випромінювання, призначені для роботи в складі систем радіаційного контролю АЕС України.
Особистий внесок здобувача. Основні результати дисертації отримані автором самостійно. Дисертант безпосередньо брав участь у розробці технології виготовлення детекторів, у плануванні, підготовці й одержанні експериментальних результатів, приведених у дисертаційній роботі. У наукових працях, опублікованих у співавторстві дисертанту належить: огляд робіт і вибір фізичних параметрів, критичних для детектуючої здатності напівпровідникових детекторів [1, 10]; постановка задачі по розробці способів обробки бічної поверхні [2] і дослідженню радіаційної стійкості детекторів [3, 11]; скла-дання програм випробувань і підготовка зразків для досліджень [2, 11]; особиста участь в одержанні експериментальних результатів і дослідженні лічильних і струмових дозиметричних характеристик детекторів г-випромінювання [3, 4, 6, 7]. У роботі [5] автором розроблені установка і методика дослідження температурної залежності опору CdTe і CdZnTe детекторів, автор особисто підготував матеріали патенту [6]. У роботі [7] здобувач обґрунтував можливість застосування детекторів з CdTe і CdZnTe для аналізу ПЭД паливовміщуючих мас і радіоактивних відходів. У роботі [8] автору належить теоретичне й експериментальне дослідження механізму взаємодії г-випромінювання з матеріалом детектора. У [9] їм здійснене порівняння розробленого блоку детектування г-випромінювання з існуючими, у [2-6, 7-8, 9, 11] дисертант безпосередньо брав участь в обробці й обґрунтуванні отриманих експериментальних результатів.
Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи доповідалися й одержали позитивну оцінку на: XI міжнародній конференції по фізиці радіаційних явищ і радіаційному матеріалознавству (Алушта, Україна, 1998 р.); XVІ Міжнародному семінарі по лінійним прискорювачам заряджених частинок (Харків, Україна, 1999 р.); 11th International Workshop on Room Temperature Semiconductor X - and Gamma-Ray Detectors and Associated Electronics (Vienna, Austria, 1999 р.); IV міжнародній нараді "Проблеми прикладної спектрометрії і радіометрії - ППСР-2000" (м. Одеса, Україна, 2000 р.); IV Міжнародній науково-практичній конференції "Об'єкт "Укриття" - 15 років: минуле, сьогодення, майбутнє" (м. Славутич, Україна, 2001 р.); XV Міжнародній конференції по фізиці радіаційних явищ і радіаційному матеріалознавству - XV-ICPRP, (Алушта, Україна, 2002 р.).
Публікації. Основні результати дисертації опубліковані в 11 роботах, з них 8 у наукових журналах, 2 - у матеріалах і тезах доповідей на науково-технічних конференціях, одному патенті. З зазначених робіт відповідають вимогам ВАК України до публікацій 5 статей у наукових журналах [1-5] і патент України [6].
Структура й обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатка. Загальний обсяг дисертації складає 146 сторінок та містить у собі 124 сторінки основного тексту, 53 рисунка, 6 таблиць (із них 9 рисунків та 2 таблиці займають 7 окремих сторінок) та 2 сторінки додатків. Список використаних джерел на 13 сторінках нараховує 120 найменувань.
Основний зміст роботи
У вступі розкрита актуальність теми, зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами, сформульована мета і задачі дослідження, наукова новизна отриманих результатів, дане практичне значення отриманих результатів, особистий внесок автора в дисертаційну роботу, апробація результатів дисертації.
У розділі 1 "Обґрунтування вибору напівпровідникового матеріалу для детектора іонізуючих випромінювань. Фізичні основи роботи НПД" проведені літературний огляд і обґрунтований метод вибору матеріалу для детекторів іонізуючих випромінювань на основі напівпровідникових сполук.
Як критичні параметри для вибору були використані [1, 10] ширина забороненої зони Eg, рухливість e,h і час життя носіїв заряду, атомний номер матеріалу детектора Z, питомий опір . Для чисельного порівняння ефективності напівпровідникових матеріалів для детекторів -випромінювання в даній роботі запропоновано використовувати параметри e і dZ5/M (d - густина, M - молярна маса).
Видно, що найкращу сукупність параметрів, що визначають детектуючу властивість мають CdZnTe, HgI2, CdTe та GaAs.
Крім того, на підставі зміни електрофізичних властивостей елементів у залежності від їхнього розташування в періодичній таблиці та з урахуванням необхідних значень приведених вище параметрів проаналізовані можливі бінарні напівпровідникові сполуки. Показано, що оптимальні параметри також мають CdTe, CdSe, ZnTe. Аналіз показав, що, з урахуванням технологічності отримання та механічних властивостей, найбільш придатними для створення детекторів г-випромінювання є CdZnTe і CdTe.
У розділі 1 викладені також фізичні основи роботи напівпровідникових детекторів. Проаналізована взаємодія фотонів з матеріалом CdTe чи CdZnTe детектора. Проходячи через матеріальне середовище, фотони можуть поглинатися атомами середовища з наступною емісією електронів (фотоелектричний ефект), зазнавати розсіювання на електронах атомів (комптонівське розсіювання) і породжувати електрон-позитронні пари в електричному полі ядер. Імовірність фотоелектричного поглинання (переріз фотоефекту) є фотZ5/ (h) 7/2, комптонівського розсіювання - комптZ/h і ефекту утворення пар - парZ2ln (2h/mec2). Видно, що в дослідженому інтервалі енергій (0,06.3 МеВ) поглинання фотонів у CdTe і CdZnTe (Z 50) визначається фотоефектом і комптонівським розсіюванням; внеском ефекту утворення пар можна знехтувати.
Вивчено процеси іонізації, утворення електрон-діркових пар і збирання зарядів у напівпровідникових сполуках CdTe і CdZnTe. Ефективність збирання зарядів визначається довжиною вільного пробігу носіїв le,h = e,he,hЕ, де Е - напруженість електричного поля в напівпровіднику. Високий ступінь збирання нерівноважних зарядів, обумовлений максимальним добутком ee, можливо одержати завдяки високій рухливості електронів.
У розділі 2 "Електрофізичні властивості детекторів із CdTe та CdZnTe" відзначена обмеженість публікацій по реєстрації і дозиметрії потоків -випромінювання, особливо великої потужності, а також даних по експлуатаційним характеристикам детекторів, відтворюваності і надійності вимірів, проведених з їхньою допомогою.
У розділі описані матеріали, що досліджуються, та методика виготовлення детекторів. Дослідження електрофізичних властивостей межі розділення Au/CdTe показало, що якість омічних контактів на поверхні напівпровідників CdTe і CdZnTe р-типу визначається не стільки енергією виходу металу й енергією спорідненості електрона в напівпровіднику, скільки поверхневими рівнями дефектів детектора. На відміну від напівпровідникових детекторів з p-n переходом, у CdTe і CdZnTe з омічними контактами чутливий об'єм визначається всією товщиною детектора [2].
На ВАХ детекторів ділянка лінійного зростання темнового струму зі збільшенням напруги досить велика, а самі струми дуже малі. Гарними детекторами звичайно вважаються ті, котрі мають величину темнового струму до 10 нА при напруженості поля в детекторі 500 В/см. Це дозволяє не створювати бар'єрні структури, а успішно використовувати симетричні структури Au/р-СdТe (СdZnТe) /Au с омічним переходом метал-напівпровідник у якості дозиметричних і спектрометричних детекторів.
З метою визначення діапазону робочих температур детекторів із CdTe та CdZnTe досліджена залежність опору детекторів від температури навколишнього середовища [5]. Питомий опір, як підтверджує аналіз, змінюється з температурою напівпровідника переважно по експоненціальному закону.
Темновий струм детектора складається з об'ємного і поверхневого струмів. Об'ємний струм визначається носіями заряду, що утворюються під дією теплових коливань, тобто фактично питомим опором матеріалу детектора. Поверхневий струм залежить від стану бічної поверхні детектора. Оцінка енергії активації електропровідності Еа для об'ємного і поверхневого темнового струму показала, що в СdТе (Ea = 0,52 еВ) і СdZnТe (Ea = 0,68 еВ) з пасивованою бічною поверхнею переважають об'ємні струми, у непасивованого СdZnТe (Ea = 0,40 еВ) великий внесок поверхневого струму.
Досліджено поведінку опору CdZnTe детекторів у залежності від температури при зміні вмісту Zn у сполуці. При збільшенні вмісту Zn збільшується опір, оскільки добавка цинку збільшує ширину забороненої зони.
Визначено значення темнових струмів детекторів у залежності від температури для введення поправки до вимірів дозиметричних характеристик -випромінювання в струмовому режимі роботи. З приведених даних випливає, що при зміні температури від - 20 до +60°C темновий струм збільшується на три порядки, але все-таки залишається менше 10 - 7 А при напруженості поля 500 В/см. Детектори, темнові струми яких менше 10 - 7 А при 50°C, придатні для дозиметрії. При використанні таких детекторів у струмовому режимі можливе зниження нижньої межі реєстрації ПЕД до 1 Р/год.
У підрозділі 2.3 описаний розроблений метод пасивації поверхні детекторів методом іонно-плазмового напилювання у вакуумній електродуговій установці. Зміна співвідношення потоків іонів матеріалу, що розпорошується, і реактивного газу в процесі осадження дає можливість керувати складом слою пасивації, що формується, і забезпечити, тим самим, найбільш ефективну пасивацію поверхні. У цьому полягає істотна перевага методу іонно-плазмового напилювання в порівнянні зі звичайною хімічною пасивацією поверхні.
Порівняння опору детекторів проводили до і після пасивації. Спостерігається істотне збільшення опору детектора, що у даному випадку склало ~ 1,21011 Ом, і відповідно, зменшення струмів витоку.
У розділі 3 "Дозиметричні характеристики детекторів г-випромінювання на основі CdTe і CdZnTe" розглянуті фізичні основи дозиметрії фотонного випромінювання і досліджені електрофізичні характеристики детекторів із CdTe та CdZnTe у широкому діапазоні ПЕД -випромінювань стосовно до задач дозиметрії. Для дозиметрії особливо істотна та частина енергії фотонів, що перетвориться в кінетичну енергію заряджених часток.
Швидкість лічби імпульсів у НПД відповідає щільності потоку фотонів, а струм - поглиненій енергії випромінювання. В обох випадках фізика процесу детектування та сама, тільки в останньому випадку детектуюча електроніка усереднює сигнал за інтервал часу, більший в порівнянні з часом відгуку на кожну частинку, створюючи сигнал, пропорційний падаючому потоку. Тому для цілей дозиметрії необхідно встановити зв'язок між швидкістю лічби (лічильний режим) чи анодним струмом (струмовий режим) напівпровідникового CdTe (CdZnTe) детектора і ПЕД -випромінювання в повітрі. У розділі 3 приведені результати іспитів БД, що являють собою детектор і зарядочутливий попередній підсилювач при роботі в лічильному (імпульсному) режимі роботи детектора, або детектор і підсилювач-перетворювач "струм-напруга" при роботі в струмовому (аналоговому) режимі.
При реєстрації -випромінювання CdTe (CdZnTe) детектори працюють як твердотільна іонізаційна камера. Залежність швидкості лічби імпульсів (лічильна характеристика) БД із детектором з CdTe об'ємом 552 мм3 від напруги зміщення при опроміненні його радіоізотопом 137Cs характеризує ефективність збору нерівноважних зарядів. Крива показує, що діапазон робочих напруг лежить в межах 20.80 В.
У струмовому режимі напівпровідниковий детектор працює як іонізаційна камера на початковій (омічній) ділянці ВАХ вдалині від режиму насичення. Власне кажучи, це ВАХ CdZnTe детектора (коефіцієнт перетворення ~ 900 мВ/мкА) під дією іонізуючого -випромінювання 137Cs з ПЕД, рівній ~ 40 Р/год. Вона визначає швидкість утворення і рекомбінації електрон-діркової пари, її перенос під дією електричного поля та в результаті дифузії.
Дослідження лінійності чутливості (швидкості чи лічби завантаження каналу реєстрації детектор - попередній підсилювач) CdTe детекторів у лічильному режимі проводили з використанням радіоактивних джерел 241Am (59 кеВ), 137Cs (662 кеВ) і 60Co (1250 кеВ) [4]. Завантаження каналу лінійно залежить від ПЕД, причому для 137Cs лінійність зберігається аж до значень 1 Р/год. Відносна похибка цих вимірів не перевищує 5 %. Апроксимація результатів вимірів, функціями виду Nліч = Р дозволила одержати значення - дискретної чутливості для різних радіонуклідів. Для 137Cs Cs складає ~ 50 імп. /мкР. Дискретну чутливість каналу реєстрації можна регулювати шляхом зміни робочої напруги детектора [6], або рівня дискримінації (чи підсилення) сигналу у вимірювальному тракті, а також підбором об'єму детектора.
При вимірі малих величин ПЕД нижня межа вимірів за допомогою НПД у лічильному режимі визначається шумами вимірювального тракту БД. Мінімальна ПЕД г-випромінювання, вимірювана CdTe чи CdZnTe детекторами з робочим об'ємом 50 мм3, складає 10 мкР/год [9].
Крім того, у розділі 3 приведені результати досліджень БД ПЕД г-випромінювання з CdZnTe детектором, що працює у струмовому режимі і призначений для вимірювань потужних полів БД і перетворювач струм-напруга з'єднані між собою кабелем довжиною до 50 м. Показання БД мало залежать від орієнтації приладу в просторі. Максимальна анізотропія БД при зміні кута падіння -випромінювання від 0 до 360° навколо осі обертання БД дорівнює 11 % (ПЕД 420 Р/год, 60Co). Відносна похибка цих вимірів не перевищує 5 %. Починаючи з 20 Р/год, залежність напруги перетворювача БД від потужності дози -випромінювання 137Cs є лінійною. Апроксимація результатів досліджень лінійними
функціями дозволила одержати значення аналогової чутливості БД з CdZnTe детектором, яке дорівнює 2Ч10 - 5 Кл/Р. Виміри, проведені на установці з джерелом великої потужності (до ПЕД 5000 Р/год, 60Co), показали, що струм, індукований випромінюванням, також лінійно залежить від потужності дози. Розроблені БД призначені для виміру потужних полів г-випромінювання при реконструкції системи контролю паливовміщуючих мас "Фініш" на "Об'єкті "Укриття" [7].
Для корекції енергетичної залежності CdTe і CdZnTe детекторів г-випромінювання були розраховані різні конструкції "детектор-фільтр" [8]. Вихідними параметрами для розрахунку коефіцієнтів ослаблення фотонів у матеріалах фільтра і детектора були атомний номер і масове число, густина і повний поперечний переріз комптонівської і фотоелектричної взаємодії. Для математичного моделювання поглинання фотонів у різних конструкціях детекторів був використаний пакет програм GEANT. Фізична модель поглинання -випромінювання в конструкції "детектор-поглинаючий фільтр" дозволила розрахувати і скоригувати енергетичну залежність ефективності реєстрації експериментального БД з детектором із CdTe до значення дискретної чутливості 350 імп. /мкР 20 % у діапазоні енергій 0,06… 1,20 МеВ.
Розділ 4 "Дослідження радіаційної стійкості детекторів з CdTe і CdZnTe" присвячено дослідженню радіаційного ресурсу дозиметричних детекторів з CdTe і CdZnTe, що вкрай важливо знати для застосування детекторів у системах радіаційного контролю і моніторингу радіаційної обстановки, наприклад, на АЕС та "Об'єкті "Укриття". Проведені дослідження дозволили визначити величину поглиненої дози г-випромінювання, при якій лічильні характеристики детекторів неприйнятно змінювалися.
Радіаційна обробка детекторів проводилася в полі гальмового випромінювання прискорювача електронів КУТ [11]. Вимірювалась залежність лічильної характеристики детекторів із CdTe та CdZnTe від величини поглиненої дози, тобто чутливість відносно стандартного джерела випромінювання 137Cs до і після опромінення. По осі ординат відкладене відношення швидкості лічби Nліч (D) після опромінення до швидкості лічби Nліч (0) для неопроміненого детектора. Аналіз дозових залежностей лічильних характеристик детекторів показує, що обидва матеріали практично не змінюють властивостей до доз 150 кГр [11]. У дослідженому діапазоні поглиненої дози до ~ 800 кГр (80 Мрад) спостерігається незначне зниження дозиметричних властивостей детекторів з Cd0,9Zn0,1Te (крива 2). У CdTe детекторах, починаючи з ~ 200 кГр (20 Мрад), поступово з набором дози відбувається деградація дозиметричних властивостей (крива 1). Однак, це значення радіаційної стійкості CdTe на 2 порядки краще ніж приведено у літературі.
Дозиметричні характеристики детекторів змінюються під впливом іонізації речовини і радіаційних ушкоджень. Імовірність виникнення зміщених атомів у результаті безпосередньої взаємодії -квантів з ядрами атомів речовини НПД мала. Основну роль у створенні радіаційних дефектів грають первинні електрони, виникаючи у результаті фотоефекту й ефекту Комптона, а також утворення електрон-позитронних пар. Внаслідок малої величини маси електрона ушкодження звичайно представляють дефекти Френкеля, створені в невеликої кількості. Виникнення пар Френкеля приводить до створення додаткових центрів рекомбінації, що здатні захоплювати носії заряду в напівпровіднику, обумовлюючи, таким чином, зменшення радіаційно-наведеного струму.
Реальний ресурс експлуатації детекторів може виявитися вище прогнозованого, тому що при випробуваннях, в умовах імітації радіаційних ушкоджень, не встигали цілком виявлятися механізми відпалу дефектів, які можливі в умовах помірних, але більш тривалих радіаційних навантажень. Відпал дефектів при температурі ~ 300 К в CdTe (CdZnTe) відіграє значну роль, оскільки в цих напівпровідниках відносно мала температура Дебая (~ 200 К).
Таким чином, на підставі даних, отриманих при радіаційних випробуваннях, уперше показано, що НПД на основі CdZnTe можуть успішно застосовуватися в умовах значень ПЕД до 1000 Р/год з очікуваним ресурсом експлуатації не менше 8 років.
У висновках сформульовані основні наукові та практичні результати дисертаційної роботи.
Висновки
У дисертації викладені результати дослідження фізичних процесів, що протікають у напівпровідникових детекторах з CdTe і CdZnTe при взаємодії з фотонами. На основі цих результатів вирішена важлива наукова задача по обґрунтуванню переваги застосування цих детекторів для дозиметрії -випромінювання, вишукуванню методів поліпшення їх характеристик і створенню блоків детектування, що можуть працювати в широкому діапазоні доз і енергій.
1. Запропоновано метод аналізу фізичних властивостей напівпровідників, що визначають їх детектуючі властивості, такі як ефективність поглинання фотонів і якість збору індукованих фотонами зарядів. Як основні параметри використані e,h (добуток рухливості носіїв заряду e,h на час їхнього життя і на питомий опір ) і dZ 5/M (добуток густини d і п'ятого ступеня середнього атомного номера Z 5, поділений на молекулярну масу M). Аналіз різних напівпровідникових сполук, проведений за допомогою запропонованого методу, дозволив вибрати ефективний матеріал для детектування -випромінювання. Показано, що серед подвійних напівпровідникових сполук найкраще цим критеріям відповідають CdTe і CdZnTe.
2. Проведено аналіз основних фізичних процесів, що відбуваються в CdTe і CdZnTe при взаємодії з фотонами різних енергій. Проаналізовані теоретичні співвідношення, що описують ефективність поглинання фотонів, і розроблена фізична модель енергетичної залежності чутливості детекторів. Отримані дані дозволили розрахувати і виготовити фільтр для корекції ефективності реєстрації -випромінювання. Використання поглинаючого фільтру зменшує енергетичну залежність чутливості до ± 20 % у діапазоні енергій 0,06.1,20 МеВ.
3. В результаті проведення комплексного дослідження електрофізичних властивостей CdTe і CdZnTe детекторів встановлені залежності між електрофізичними й експлуатаційними характеристиками. На підставі цих залежностей розроблені ефективні методи механіко-хімічної і плазмо-хімічної обробки (пасивації) детекторів, що дозволили виготовляти детектори іонізуючого випромінювання з високими і контрольованими параметрами. Так, пасивація дозволила збільшити опір CdZnTe детекторів більше ніж ~1011 Омсм. Детектори, створені на основі CdTe і CdZnTe, мають стабільні характеристики при температурі навколишнього середовища від - 30 до + 70° С. У діапазоні експлуатаційних температур знайдені значення темновых струмів детекторів, що дозволило визначити поправки для дозиметричних вимірів у токовому режимі роботи.
4. На основі розроблених високоефективних детекторів з CdTe і CdZnTe створені експериментальні зразки дозиметричних блоків детектування, які здатні працювати в імпульсному й аналоговому режимах. Це дозволило дослідити дозиметричні характеристики детекторів у широкому діапазоні потужності експозиційної дози г-випромінювання (10-5…104 Р/год). Показано, що такі детектори можуть успішно застосовуватися в сучасних пристроях реєстрації і вимірювання г-випромінювання. Ці детектори мають малий розмір і масу та високу дискретну й аналогову чутливість (відповідно 50 імп. /мкР і 210 - 5 Кл/Р для енергії 662 кеВ при об'ємі детектора 50 мм3). Межа відносної погрішності вимірів МЭД -випромінювання не перевищує 20% (з довірчою ймовірністю 0,95), у всім дослідженому діапазоні доз і енергій.
5. Досліджено радіаційну стійкість CdTe і CdZnTe. Показано, що детектори з цих сполук відносно радиаційно-стійкі. Стабільні радіаційні ушкодження акумулюються при тривалому впливі -випромінювання і незважаючи на низький перетин їх утворення приводять до деградації дозиметричних властивостей при великих дозах. Деградація CdTe починається з менших доз, чим CdZnTe.
Граничні поглинені дози для CdTe і CdZnTe складають ~ 200 кГр і ~ 800 кГр відповідно. Граничні дози для дозиметричних детекторів виявилися значно вищими, ніж спектрометричних.
Список опублікованих праць за темою дисертації
1. Abysov A.S., Davydov L.N., Kutny V.E., Rybka A.V., Rowland M.S., Smith C.F. Correlation Between Spectrometric Ability and Physical Properties of Semiconductor Detectors // Functional Materials. - 2000. - Vol.7, №.4 (2). - P.827-835.
2. Rybka A.V., Leonov S.A., Prokhoretz I.M., Abyzov A.S., Davydov L.N., Kutny V.E., Rowland M.S., Smith C.F. Influence of Detector Surface Processing on Detector Performance // Nucl. Instr. and Meth. A. - 2001. - Vol.458. - P.248-253.
3. Ажажа В.М., Кутний В.Е., Рыбка А.В., Шляхов И.Н., Кутний Д.В., Захарченко А.А. Применение детекторов на основе широкозонных полупроводников CdTe, CdZnTe и GaAs для контроля безопасности АЭС // Атомная энергия. - 2002. - Т.92, вып.6. - С.473-477.
4. Рыбка А.В., Прохорец И.М., Шляхов И.Н., Захарченко А.А., Блинкин А.А., Давыдов Л.Н., Кузьмичев М.А., Кутний Д.В., Оробинский А.Н., Кравченко Н.И. Дозиметрические характеристики детекторов рентгеновского и гамма-излучения на основе CdTe (CdZnTe) // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. - 2000. - Вып.4. - С. 208-211.
5. Белецкий Н.И., Полянский Н.Е., Кутний В.Е., Наконечный Д.В., Прохорец С.И., Рыбка А.В. Температурная зависимость сопротивления детекторов из CdTe и CdZnTe // Вісник Харківського національного університету ім.В.Н. Каразіна. Сер. Радіофізика та електроніка. - 2002. - № 544. - С.155-158.
6. Пат. № 23951А, Україна, МПК С 01 Т 1/00, 1/16, 1/24. Пристій для вимірювання потоку ядерного випромінювання / Рибка О.В., Григорєв О.М., Кузьмичов М.О., Кутній В.Є., Олексієнко М.М. (Україна); ННЦ "Харківський фізико-технічний інститут". - № 96030958; заявл.12.03.96; опубл. 31.08.98; - 9 с.
7. Давыдов Л.Н., Довбня А.Н., Захарченко А.А., Кутний В.Е., Кутний Д.В., Прохорец И.М., Рыбка А.В., Шляхов И.Н. Применение полупроводниковых детекторов для учета и контроля РАО // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. - 2002. - Вып.3 (81), - С.142-146.
8. Рыбка А.В., Прохорец С.И., Прохорец И.М., Кутний В.Е., Давыдов Л.Н., Захарченко А.А. Коррекция энергетической зависимости детекторов гамма-излучения из CdTe (CdZnTe). Труды 15 международной конференции по физике радиационных явлений и радиационному материаловедению, XV-ICPRP, - Алушта (Украина). - 2002. - С.343.
9. Грибанов Ю.А., Рингис В.С., Скоромный В.Г., Кутний В.Е., Рыбка А.В., Шляхов И.Н. Перспективы использования полупроводниковых материалов из CdTe (CdZnTe) при реконструкции АЭС Украины // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. - 2000. - Вып.4. - С. 203-207.
10. Abyzov A., Davydov L., Kutny V., Rybka A., Rowland M., Smith C. Correlation Between Spectrometric Ability and Physical Properties of Semiconductor Detectors // Proc.11th International Workshop on Room Temp. Semicond. X - and Gamma-Ray Detectors and Associated Electronics. - Vienna (Austria): E-MRS. - 1999. - P. 19.
11. Кутний В.Е., Рыбка А.В., Прохорец И.М., Давыдов Л.Н., Абызов А.С., Довбня А.Н., Карасев С.П., Уваров В.Л., Шляхов И.Н. Исследование радиационной стойкости детекторов ионизирующих излучений на основе CdTe и CdZnTe // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. - 2000. - Вып.4. - С.212-214.
Анотація
Рибка О.В. Детектори на основі напівпровідникових сполук CdTe і CdZnTe для дозиметрії іонізуючого випромінювання. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.21 - радіаційна фізика та ядерна безпека. - Національний науковий центр "Харківський фізико-технічний інститут", Харків, 2003.
Дисертація присвячена встановленню закономірностей фізичних процесів у детекторах -випромінювання на основі напівпровідникових сполук CdTe і CdZnTe і створенню на їхній основі дозиметричних блоків детектування. Здіснено обґрунтування вибору напівпровідникових сполук CdTe і CdZnTe як матеріалу для ефективних детекторів іонізуючого випромінювання. Проведено комплексне дослідження детекторів з CdTe і CdZnTe, вивчені їх електрофізичні, дозиметричні, радіаційні характеристики. Запропоновано метод іонно-плазменної пасивації бічної поверхні детекторів хімічно стабільними і механічно міцними покриттями на основі МеО2, що дозволило значно знизити поверхневий темновий струм. Досліджено дозиметричні характеристики детекторів г-випромінювання на основі CdTe і CdZnTe, працюючих у лічильному і струмовому режимах у широкому інтервалі потужності експозиційної дози. Для корекції енергетичної залежності детекторів розраховані різні конструкції "детектор-поглинаючий фільтр". Проведено дослідження радіаційної стійкості детекторів. Показано, що радіаційна деградація детекторів з CdZnTe відбувається при значно більшій поглиненій дозі, ніж для CdTe. Отримані результати дозволили розробити експериментальні зразки блоків детектування для дозиметрії g-випромінювання.
Ключові слова: детектор, -випромінювання, дозиметрія, напівпровідникові сполуки, CdTe, CdZnTe, пасивація, потужність експозиційної дози, радіаційна стійкість.
Rybka A.V. Detectors on the basis of compound semiconductors CdTe and CdZnTe for dosimetry of an ionizing radiation. - Manuscript.
Thesis submitted for an academic degree of a Candidate in physical & mathematical sciences in speciality 01.04.21 - Radiation physics and nuclear safety. - National Science Centre "Kharkov Institute of Physics & Technology", Kharkov, 2003.
The thesis is devoted to the determination of regularities in physical processes taking place in detectors of ?-radiation made from compound semiconductors CdTe and CdZnTe, as well as to the creation of dosimetry detector units on the basis of these semiconductors. The proof was given for the choice of compound semiconductors CdTe and CdZnTe as material for effective detectors of an ionizing radiation. The complex research of detectors from CdTe and CdZnTe was conducted. The electrophysical, dosimetry, and radiation performances were investigated. A method of ion-plasma passivation of a detector lateral area by chemically stable and mechanically firm coatings consisting from МеО2 was proposed. The passivation reduced considerably the surface dark current. Dosimetry characteristics of detectors were investigated both in count and current operational regimes in a wide range of exposition doze rate. For a correction of detectors energy dependence several kinds of the detector-compensatory filter were designed. The detectors radiation hardness was investigated and it was shown that radiation degradation of detectors from CdZnTe happens at a larger absorbed doze than from CdTe. The obtained results allowed to develop several experimental detector units for dosimetry purposes.
Key words: detector, ?-radiation, dosimetry, compound semiconductor, CdTe, CdZnTe, passivation, doze rate, radiation hardness.
Рыбка А.В. Детекторы на основе полупроводниковых соединений CdTe и CdZnTe для дозиметрии ионизирующего излучения. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.21 - радиационная физика и ядерная безопасность. - Национальный научный центр "Харьковский физико-технический институт", Харьков, 2003.
Диссертация посвящена установлению закономерностей физических процессов в детекторах -излучения на основе полупроводниковых соединений CdTe и CdZnTe и созданию на их основе дозиметрических блоков детектирования.
Разработка и создание приборов радиационного контроля - одна из важных задач при реконструкции АЭС и решении вопросов экологической безопасности в Украине. Несмотря на большое число работ по исследованию свойств детекторов из CdTe и CdZnTe, в литературе практически отсутствуют результаты, связанные с дозиметрией потоков -излучения, в особенности большой мощности, а также данные по эксплуатационным характеристикам детекторов, их температурной устойчивости, радиационной стойкости, воспроизводимости и надежности измерений, проводимых с их помощью. Без таких данных невозможно разработать эффективные и надежные полупроводниковые детекторы -излучения.
Проведено обоснование выбора полупроводниковых соединений CdTe и CdZnTe как материала для эффективных детекторов ионизирующего излучения, работающих без криогенного охлаждения. В качестве критических параметров для выбора материала детектора предложено использовать параметры, определяющие физические свойства полупроводников, такие как эффективность поглощения фотонов и качество сбора индуцированных фотонами зарядов.
Рассмотрены особенности физических процессов, протекающих в полупроводниковых детекторах на основе полуизолирующих соединений CdTe и CdZnTe (таких как ионизация, образование электрон-дырочных пар и собирание зарядов), которые приводят к обнаружению фотонов при их взаимодействии с веществом детектора.
Проведено комплексное исследование детекторов из CdTe, полученного методом Бриджмена, и из CdZnTe, изготовленного кристаллизацией по Бриджмену при высоком давлении инертного газа. Все исследованные слитки имели p-тип проводимости. Вольт-амперные характеристики (ВАХ) и динамическое сопротивление детекторов из CdTe и CdZnTe исследованы в широком диапазоне эксплуатационных температур ( - 30…+ 70 С) и напряжений смещения ( - 300. + 300 В). Определяющими параметрами являются омичность контактов, максимальное рабочее напряжение смещения и темновой ток, протекающий через детектор. Анализ свойств контакта металл-полупроводник показал, что качество омических контактов на поверхности CdTe и CdZnTe определяется, в основном, поверхностными дефектами полупроводника в контакте.
Исследовано влияние состояния боковой поверхности на темновые токи детекторов из CdTe и CdZnTe. Впервые предложен метод ионно-плазменной пассивации боковой поверхности детекторов химически стабильными и механически прочными покрытиями на основе МеО2, что позволило значительно снизить темновой ток (до 5 нА при напряженности поля 500 В/см).
Дозиметрические характеристики детекторов г-излучения на основе CdTe и CdZnTe исследованы при проведении испытаний на рабочих эталонах - поверочных г-дозиметрических установках различной мощности. Установлена связь между скоростью счета (счетный режим) или анодным током (токовый режим) детектора и мощностью экспозиционной дозы (МЭД) -излучения. При регистрации излучения от различных источников (241Am, 137Cs, 60Co) в счетном режиме скорость счета в канале регистрации линейно зависит от МЭД вплоть до значений 1 Р/ч. Дискретная чувствительность регистрации -излучения от 137Cs составляет 60 имп. /мкР для CdTe детектора с объемом 50 мм3. Это свидетельствует о высокой чувствительности исследуемых детекторов к -излучению в интервале МЭД от 10 мкР/ч до 1 Р/ч. При высокой интенсивности радиационных полей -излучения предпочтительнее измерение тока, индуцированного облучением, т.е. "токовый режим" работы детектора. Исследования показали, что, начиная с 20 Р/ч, зависимость напряжения на выходе преобразователя ток-напряжение от МЭД -излучения линейна вплоть до 5000 Р/ч. Аналоговая чувствительность детектора из CdZnTe составляет 10-5 Кл/Р. Анизотропия показаний блока детектирования при изменении угла падения -излучения от 0 до 360 є не превышает 11 %. Относительная погрешность этих измерений не превосходит 5 %.
Для коррекции энергетической зависимости CdTe и CdZnTe детекторов, регистрирующих г-излучение, были рассчитаны различные конструкции "детектор-поглощающий фильтр". Экспериментальный блок детектирования, разработанный с использованием оптимизированной конструкции "детектор-фильтр", имеет дискретную чувствительность ~ 350 имп. /мкР 20 % в диапазоне энергий 0,06… 1,2 МэВ.
Проведенные исследования радиационной стойкости детекторов позволили определить величину поглощенной дозы г-излучения, при которой счетные характеристики неприемлемо изменялись. Радиационная обработка детекторов проводилась в поле тормозного излучения ускорителя электронов. Облучение приводит к созданию дополнительных центров рекомбинации, которые способны захватывать носители заряда в полупроводнике, обуславливая уменьшение радиационно-индуцированного тока. Анализ дозовых зависимостей счетных характеристик детекторов показывает, что оба материала практически нечувствительны к дозам до 150 кГр. Для CdZnTe предельная поглощенная доза 800 кГр (80 Мрад), в то время как радиационная деградация детекторов из CdTe происходит при меньших дозах 200 кГр (20 Мрад).
Ключевые слова: детектор, -излучение, дозиметрия, полупроводниковые соединения, CdTe, CdZnTe, пассивация, мощность экспозиционной дозы, радиационная стойкость.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Аналіз програми в випускному класі при вивченні ядерної фізики. Основні поняття дозиметрії. Доза випромінювання, види поглинутої дози випромінювання. Біологічна дія іонізуючого випромінювання. Методика вивчення біологічної дії іонізуючого випромінювання.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 24.06.2008Поглинена й експозиційна дози. Одиниці вимірювання дози випромінювання. Особливості взаємодії випромінювання з біологічними об'єктами. Дія іонізуючого випромінювання на організм людини. Залежність небезпеки від швидкості виведення речовини з організму.
реферат [38,2 K], добавлен 12.04.2009Природа і спектральний склад сонячного світла, характер його прямого та непрямого енергетичного перетворення. Типи сонячних елементів на основі напівпровідникових матеріалів. Моделювання електричних характеристик сонячного елемента на основі кремнію.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 17.06.2014Методи створення селективних сенсорів. Ефект залежності провідності плівки напівпровідникових оксидів металів від зміни навколишньої атмосфери. Види адсорбції. Природа адсорбційних сил. Установка для вимірювання вольт-амперних характеристик сенсора.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 27.05.2013Основні властивості неупорядкованих систем (кристалічних бінарних напівпровідникових сполук). Характер взаємодії компонентів, її вплив на зонні параметри та кристалічну структуру сплавів. Електропровідність і ефект Холла. Аналіз механізмів розсіювання.
реферат [558,1 K], добавлен 07.02.2014Сутність та методи утворення гамма-квантів. Взаємодія гамма-квантів з речовинами: фотоефект, комптонівське розсіювання. Негативна дія випромінювання та переваги його застосування в медицині для діагностики захворювань та знищення ракових клітин.
презентация [573,8 K], добавлен 14.05.2013Процеси взаємодії іонізуючого випромінювання з речовиною клітин. Біологічна дія іонізуючих випромінювань. Етапи розвитку променевої хвороби. Деякі міри захисту від зовнішнього і внутрішнього опромінення. Характер радіаційного впливу на живий організм.
реферат [81,7 K], добавлен 12.04.2009Загальна характеристика електричного струму і основної мішені його впливу - м'язів. Застосування в медицині теплового ефекту для прогрівання тканин. Розгляд дії інфрачервоного і найбільш значимих типів іонізуючого випромінювання на організм людини.
реферат [356,4 K], добавлен 27.01.2012Розробка, виробництво виробів електронної техніки. Фоторезисти - складні полімерно-мономерні системи, у яких під дією випромінювання визначеного спектрального складу протікають фотохімічні процеси. Фоторезисти на основі поливинилциннамата і його похідних.
курсовая работа [1008,6 K], добавлен 15.12.2008Характеристика електромагнітного випромінювання. Огляд фотометрів на світлодіодах для оцінки рівня падаючого світла. Використання фотодіодів на основі бар'єрів Шотткі і гетеропереходів. Призначення контактів використовуваних в пристрої мікросхем.
курсовая работа [1010,0 K], добавлен 27.11.2014Класифікація напівпровідникових матеріалів: германія, селену, карбіду кремнію, окисних, склоподібних та органічних напівпровідників. Електрофізичні властивості та зонна структура напівпровідникових сплавів. Методи виробництва кремній-германієвих сплавів.
курсовая работа [455,9 K], добавлен 17.01.2011Етапи дослідження радіоактивних явищ. Електромагнітне випромінювання та довжина хвилі. Закон збереження спіну. Перехід із збудженого стану ядра в основний. Визначення енергії гамма-квантів. Порівняння енергії електронів з енергією гамма-променів.
доклад [203,8 K], добавлен 21.04.2011Природні джерела випромінювання, теплове випромінювання нагрітих тіл. Газорозрядні лампи високого тиску. Переваги і недоліки різних джерел випромінювання. Стандартні джерела випромінювання та контролю кольору. Джерела для калібрування та спектроскопії.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 13.12.2010Природа та одержання рентгенівського випромінювання. Гальмівне та характеристичне рентгенівське випромінювання, його спектри. Рентгенівські спектри атомів. Поглинання та розсіяння рентгенівського випромінювання, застосування в медицині, хімії, біології.
реферат [623,6 K], добавлен 15.11.2010Розповсюдження молібдену в природі. Фізичні властивості, отримання та застосування. Структурні методи дослідження речовини. Особливості розсіювання рентгенівського випромінювання електронів і нейтронів. Монохроматизація рентгенівського випромінювання.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 24.01.2010Електрофізичні властивості напівпровідників та загальні відомості і основні типи напівпровідникових розмикачів струму. Промислові генератори імпульсів на основі ДДРВ й SOS-діодів, дрейфовий діод з різким відновленням, силові діоди на базі P-N переходів.
дипломная работа [254,4 K], добавлен 24.06.2008Теплове випромінювання як одна з форм енергії. Теплові і газоразрядні джерела випромінювання. Принцип дії та призначення світлодіодів. Обґрунтування та параметри дії лазерів. Характеристика та головні властивості лазерів і можливість їх використання.
контрольная работа [51,0 K], добавлен 07.12.2010Поняття теплового випромінювання, його сутність і особливості, основні характеристики та спеціальні властивості. Різновиди випромінювання, їх відмінні риси, джерела виникнення. Абсолютно чорне тіло, його поглинаючі властивості, місце в квантовій теорії.
реферат [678,2 K], добавлен 06.04.2009Метод математичного моделювання фізичних властивостей діелектричних періодичних структур та їх електродинамічні характеристики за наявності електромагнітної хвилі великої амплітуди. Фізичні обмеження на управління електромагнітним випромінюванням.
автореферат [797,6 K], добавлен 11.04.2009Історія відкриття та застосування в науці, техніці, медицині та на виробництві рентгенівського випромінювання. Діапазон частот в електромагнітному спектрі. Види рентгенівського проміння в залежності від механізму виникнення: гальмівне і характеристичне.
презентация [1,6 M], добавлен 23.04.2014
