(Cd,Mn)Te - Instytut Fizyki PAN

Parametry wymagane od materiałów do produkcjidetektorów promieniowania X i gammaProdukcja detektorów promieniowania X i gamma narzuca na materiałypółprzewodnikowe wiele wymagań, dotyczących ich własności fizycznych.Najważniejsze z nich to:wysoka liczba atomowa (Z>20) dla wydajnie pracujących detektorów, wystarczająco szeroka przerwa energetyczna (>1,6 eV) aby materiałbył wysokooporowy i miał niskie wartości prądów po powierzchni,jednorodny rozkład iloczynu μτ (gdzie τ jest czasem od momentu pobudzenia(kreacji) do pułapkowania),wysoka czystość, jednorodność, brak defektów w materiale z odpowiednimprzekrojem czynnym i grubością,elektrody nie produkujące defektów, nie wprowadzające do materiałudetekcyjnego domieszek, nie stanowiące barier w procesie zbioru ładunków.W oparciu o dane zawarte w tabeli 2.2.1, omówione zostaną pokrótce materiałypółprzewodnikowe, z uwzględnieniem wyżej wymienionych parametrów.Materiał wykorzystywany do produkcji detektorów promieniowaniaX i γ powinien charakteryzować się wysokim stopniem zatrzymywania promieniowaniatego typu tzw. „stopping power” (parametr ten został opisany przy omawianiu rys. 2.1.4w rozdziale 2.1).Kolejnym ważnym parametrem jest przekrój czynny dla absorpcjifotoelektrycznej. Jak już wspomniano jest on proporcjonalny do Z n gdzie Z jest średniąwartością liczby atomowej danego materiału a n dla energii promieniowania w zakresieabsorpcji fotoelektrycznej wynosi 4 < n < 5. Jak widać „stopping power” zależyod liczby atomowej pierwiastków będących składnikami płytki detekcyjnej,(przykładowo: dla Si, Z = 14; dla CdTe Z = 50), ale także od gęstości użytego materiału.Tu także materiały CdTe i (Cd,Zn)Te górują nad Si, Ge, czy GaAs.Następnym ważnym parametrem jest przerwa energetyczna (E g ). Odpowiednidobór szerokości przerwy podyktowany jest potrzebą otrzymania materiałupółizolującego 2 (ρ=10 10 Ωcm) o bardzo niskich prądach upływności. W przypadku tegoparametru widać, że od GaAs, po CdTe i (Cd,Zn)Te wartości E g są odpowiedniowysokie. Wartość przerwy energetycznej powinna być większa od 1,5 eV (w 300 K).2 Chodzi o otrzymanie takich wartości oporności właściwej w temperaturze 300 K.22