Високоефективнi телурид-кадмiєвi детектори X- i y-випромiнювання
Electric parameters of chlorine-doped CdTe crystals with a resistivity of (3÷6)× ×10^9 Ω·cm have been studied. The heavily doped material was characterized by an almost intrinsic conductivity, which is explained on the basis of the charge-carrier statistics by an emergence of self-compensated comple...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Ukrainian |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018408 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2018408 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20184082019-03-29T08:21:33Z High-Efficiency Cadmium Telluride Detectors of X- And y-Radiation Високоефективнi телурид-кадмiєвi детектори X- i y-випромiнювання Maslyanchuk, O. L. Aoki, T. Sklyarchuk, V. M. Melnychuk, S. V. Kosyachenko, L. A. Grushko, E. V. X- та y-детектори на базi CdTe компенсацiя електропровiдностi напiвпровiдника детектор з дiодом Шотткi ефективнiсть збирання заряду ефективнiсть детектора з дiодом Шотткi ширина областi просторового заряду концентрацiя некомпенсованих домiшок роздiльна здатнiсть CdTe-based X- and y-ray detectors compensation of semiconductor conductivity detector with a Schottky diode charge collection efficiency detection efficiency of a Schottky diode detector width of the space charge region concentration of uncompensated impurities energy resolution Electric parameters of chlorine-doped CdTe crystals with a resistivity of (3÷6)× ×10^9 Ω·cm have been studied. The heavily doped material was characterized by an almost intrinsic conductivity, which is explained on the basis of the charge-carrier statistics by an emergence of self-compensated complexes. The ionization energy and the compensation degree of the impurity responsible for the semiinsulating state of CdTe are determined. The reverse current-voltage characteristics of the Ni/CdTe/Ni structure with a Schottky diode are interpreted as those of X/y-radiation detectors with extremely low values of “dark” currents of about 5 nA at a voltage of 1500 V and a Schottky contact area of 0.1 cm2 (at 300 K). Results testifying to a detector energy resolution of 0.42% for the spectrum of 137Cs isotope at an applied voltage of 1200 V and a temperature of 300 K have been reported. The dependence of the detection efficiency on the concentration of noncompensated impurities (defects) N, which determines the width of the space charge region in the diode, is proved to be described by a function with a maximum located at N ≈ 2×1011 cm^−3 for 137Cs isotope. By comparing the spectra obtained while irradiating the detector from either the Schottky or ohmic contact side, the concentration of noncompensated impurities in the studied crystals (of about 1012 cm^−3) is determined, which is close to the optimum N value. Дослiджено електричнi характеристики кристалiв CdTe, легованих хлором, з питомим опором (3–6)·10^9 Ом·см. Практично власну електропровiднiсть сильно легованого матерiалу пояснено утворенням самокомпенсованих комплексiв, виходячи зi статистики носiїв заряду. Знайдено енергiю iонiзацiї i ступiнь компенсацiї домiшки, вiдповiдальної за напiвiзолюючий стан CdTe. Iнтерпретовано зворотнi вольт-ампернi характеристики структури Ni/CdTe/Ni з дiодом Шотткi як детекторiв X/y-променiв, що забезпечують рекордно низькi значення “темнових” струмiв ∼5 нА при напрузi 1500 В, площi контакту Шотткi 0,1 см^2 (300 К). Представлено результати, якi засвiдчують енергетичну роздiльну здатнiсть детектора у спектрi iзотопу 137Cs: 0,42% при прикладенiй напрузi 1200 В (300 К). Доведено, що залежнiсть детектуючої ефективностi вiд концентрацiї нескомпенсованих домiшок (дефектiв) N, яка визначає ширину областi просторового заряду в дiодi, описується функцiєю з максимумом, який для iзотопу 137Cs припадає на N ≈ 2 ·1011 см^−3. Iз зiставлення спектрiв, отриманих при опромiненнi детектора з боку контакту Шотткi i омiчного контакту, знайдено концентрацiю нескомпенсованих домiшок у дослiджуваних кристалах (∼10^12 см^−3), яка близька до оптимального значення N. Publishing house "Academperiodika" 2018-10-16 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018408 10.15407/ujpe59.01.0017 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 59 No. 1 (2014); 17 Український фізичний журнал; Том 59 № 1 (2014); 17 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe59.01 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018408/399 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018408/400 Copyright (c) 2018 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| topic |
X- та y-детектори на базi CdTe компенсацiя електропровiдностi напiвпровiдника детектор з дiодом Шотткi ефективнiсть збирання заряду ефективнiсть детектора з дiодом Шотткi ширина областi просторового заряду концентрацiя некомпенсованих домiшок роздiльна здатнiсть CdTe-based X- and y-ray detectors compensation of semiconductor conductivity detector with a Schottky diode charge collection efficiency detection efficiency of a Schottky diode detector width of the space charge region concentration of uncompensated impurities energy resolution |
| spellingShingle |
X- та y-детектори на базi CdTe компенсацiя електропровiдностi напiвпровiдника детектор з дiодом Шотткi ефективнiсть збирання заряду ефективнiсть детектора з дiодом Шотткi ширина областi просторового заряду концентрацiя некомпенсованих домiшок роздiльна здатнiсть CdTe-based X- and y-ray detectors compensation of semiconductor conductivity detector with a Schottky diode charge collection efficiency detection efficiency of a Schottky diode detector width of the space charge region concentration of uncompensated impurities energy resolution Maslyanchuk, O. L. Aoki, T. Sklyarchuk, V. M. Melnychuk, S. V. Kosyachenko, L. A. Grushko, E. V. Високоефективнi телурид-кадмiєвi детектори X- i y-випромiнювання |
| topic_facet |
X- та y-детектори на базi CdTe компенсацiя електропровiдностi напiвпровiдника детектор з дiодом Шотткi ефективнiсть збирання заряду ефективнiсть детектора з дiодом Шотткi ширина областi просторового заряду концентрацiя некомпенсованих домiшок роздiльна здатнiсть CdTe-based X- and y-ray detectors compensation of semiconductor conductivity detector with a Schottky diode charge collection efficiency detection efficiency of a Schottky diode detector width of the space charge region concentration of uncompensated impurities energy resolution |
| format |
Article |
| author |
Maslyanchuk, O. L. Aoki, T. Sklyarchuk, V. M. Melnychuk, S. V. Kosyachenko, L. A. Grushko, E. V. |
| author_facet |
Maslyanchuk, O. L. Aoki, T. Sklyarchuk, V. M. Melnychuk, S. V. Kosyachenko, L. A. Grushko, E. V. |
| author_sort |
Maslyanchuk, O. L. |
| title |
Високоефективнi телурид-кадмiєвi детектори X- i y-випромiнювання |
| title_short |
Високоефективнi телурид-кадмiєвi детектори X- i y-випромiнювання |
| title_full |
Високоефективнi телурид-кадмiєвi детектори X- i y-випромiнювання |
| title_fullStr |
Високоефективнi телурид-кадмiєвi детектори X- i y-випромiнювання |
| title_full_unstemmed |
Високоефективнi телурид-кадмiєвi детектори X- i y-випромiнювання |
| title_sort |
високоефективнi телурид-кадмiєвi детектори x- i y-випромiнювання |
| title_alt |
High-Efficiency Cadmium Telluride Detectors of X- And y-Radiation |
| description |
Electric parameters of chlorine-doped CdTe crystals with a resistivity of (3÷6)× ×10^9 Ω·cm have been studied. The heavily doped material was characterized by an almost intrinsic conductivity, which is explained on the basis of the charge-carrier statistics by an emergence of self-compensated complexes. The ionization energy and the compensation degree of the impurity responsible for the semiinsulating state of CdTe are determined. The reverse current-voltage characteristics of the Ni/CdTe/Ni structure with a Schottky diode are interpreted as those of X/y-radiation detectors with extremely low values of “dark” currents of about 5 nA at a voltage of 1500 V and a Schottky contact area of 0.1 cm2 (at 300 K). Results testifying to a detector energy resolution of 0.42% for the spectrum of 137Cs isotope at an applied voltage of 1200 V and a temperature of 300 K have been reported. The dependence of the detection efficiency on the concentration of noncompensated impurities (defects) N, which determines the width of the space charge region in the diode, is proved to be described by a function with a maximum located at N ≈ 2×1011 cm^−3 for 137Cs isotope. By comparing the spectra obtained while irradiating the detector from either the Schottky or ohmic contact side, the concentration of noncompensated impurities in the studied crystals (of about 1012 cm^−3) is determined, which is close to the optimum N value. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2018 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018408 |
| work_keys_str_mv |
AT maslyanchukol highefficiencycadmiumtelluridedetectorsofxandyradiation AT aokit highefficiencycadmiumtelluridedetectorsofxandyradiation AT sklyarchukvm highefficiencycadmiumtelluridedetectorsofxandyradiation AT melnychuksv highefficiencycadmiumtelluridedetectorsofxandyradiation AT kosyachenkola highefficiencycadmiumtelluridedetectorsofxandyradiation AT grushkoev highefficiencycadmiumtelluridedetectorsofxandyradiation AT maslyanchukol visokoefektivniteluridkadmiêvidetektorixiyviprominûvannâ AT aokit visokoefektivniteluridkadmiêvidetektorixiyviprominûvannâ AT sklyarchukvm visokoefektivniteluridkadmiêvidetektorixiyviprominûvannâ AT melnychuksv visokoefektivniteluridkadmiêvidetektorixiyviprominûvannâ AT kosyachenkola visokoefektivniteluridkadmiêvidetektorixiyviprominûvannâ AT grushkoev visokoefektivniteluridkadmiêvidetektorixiyviprominûvannâ |
| first_indexed |
2023-03-24T08:55:40Z |
| last_indexed |
2023-03-24T08:55:40Z |
| _version_ |
1795757618057183232 |