Search academic texts

Registration Number

0419U002681, Candidate dissertation

Title

X-ray-induced conductivity ZnSe single crystals as detectors of ionizing radiation

Author

Alizadeh Mohammadali Mohammadhosein,

popup.head Degoda Volodymyr
popup.opponent Gnatenko Yurii Pavlovych

Status

Кандидат фізико-математичних наук, 01.04.07, Фізика твердого тіла

Date

20-05-2019

Description

Дисертація присвячена експериментальним та теоретичним дослідженням електричних і люмінесцентних властивостей фізичних процесів, що відбуваються в високоомному широкозонному напівпровіднику ZnSe при рентгенівському і УФ-збудженні. В роботі використовували широкий спектр експериментальних методів: дослідження фото- (ФЛ) та рентгенолюмінесценції (РЛ), люкс-люмінесцентні характеристики (ЛЛХ) люмінесценції, люкс-амперні характеристики (ЛАХ) і вольт-амперні характеристики (ВАХ) провідності, релаксації струму провідності (РТ), фосфоресценції (Ф), термостимульованої люмінесценції (ТСЛ) та термостимульованої провідності (ТСП), дозові залежності люмінесценції і провідності при різних інтенсивностях рентгенівського (Х-) і УФ-збудження в широкому інтервалі температур (8 ÷ 430 К). За характером отриманих експериментальних даних та інтерпретації результатів дослідження, запропоновано модель дипольного центру рекомбінації (Dipol-центр) для смуги 630 нм (1,92 еВ) яка пояснює можливість реалізації двох механізмів рекомбінації на одному комплексному центрі свічення. На підставі експериментальних досліджень ЛАХ і ЛЛХ при різних видах та інтенсивностях опромінення проаналізовано процеси, які обумовлюють нелінійності цих характеристик. ВАХ РП і ФП в кристалах ZnSe показали, що загальний характер ВАХ не залежить від виду збудження і в широкому діапазоні темрератур вони є нелінійними. Було розглянуто два нових процеса: збільшення середньї теплової швидкості електронів під дією електричного поля і селективність напрямку швидкості електрона при делокалізации з пасток. Виходячи з рівняння Максвелла була отримана функція розподілу за швидкостями для рухомих частинок з постійною швидкістю і співвідношення для середньої і середньоквадратичної швидкості частинок. Для ефекту Пула-Френкеля отримана формула для ФП і РП, яка враховує селективність напрямку швидкості електрона при делокализации з пасток. Отримані дозові залежності ТСЛ і ТСП, люмінесценції і провідності при Х- і УФ-збудженні показують, що для досліджень впливу пасток на кінетику провідності та люмінесценції більш інформативним є Х-збудження. Встановлено, що амплітуда сцинтиляційного імпульсу і амплітуда імпульсу струму змінюються в процесі Х-опромінення. Початкова затримка у розгорянні струму провідності у порівнянні з люмінесценцією при низьких температурах пояснена інтенсивним запасанням на пастки вільними носіями заряду в перші секунди опромінення. Якщо для кристала визначено енергетичний спектр пасток і температури максимумів піків ТСЛ і ТСП, то можна розрахувати відповідні частотні фактори і перерізи локалізації для вільних носіїв заряду на ці пастки. Особливий акцент в дисертаційній роботі робиться на дослідженні ZnSe при Х- і УФ-збудженні. У зв'язку з цим, особливого значення набуває деякі проблеми і деякі питання створення та застосування високоомних широкозонних напівпровідників як детекторів рентгенівського та гамма-випромінювання при різних дозах опромінення і в різних температурних режимах.