Электрофизические свойства дийодида ртути, используемого для создания неохлаждаемых детекторов излучения

• Автор: Кривозубов, Олег Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 166 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. ОЧИСТКА, ВЫРАЩИВАНИЕ, СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ

ДИЙОДИДА РТУТИ

1.1. Способы получения дийодида ртути

1.2. Методы очистки

1.3. Формы вхождения примесей

1.4. Методы выращивания кристаллов a-HgT

1.5. Основные характеристики дийодида ртути

Глава 2. ТЕРМОСТИМУЛИРОВАННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ

КРИСТАЛЛОВ ДИЙОДИДА РТУТИ
2.1. Теоретические основы термостимулированной проводимости
2.2. Обзор литературных данных по термостимулированной проводимости дийодида ртути
2.3. Экспериментальная установка измерения термостимулирован ной проводимости
2.4. Методы расчета параметров локальных центров
2.5. Термостимулированная проводимость кристаллов дийодида ртути, выращенных из раствора диметилсульфоксида и газовой фазы
2.6. Определение параметров глубоких центров в кристаллах дийодида ртути методом нелинейной регрессии спектров термостимулированной проводимости
2.7. Донорно-акцепторный механизм термостимулированной кристаллов дийодида ртути
2.8. Влияние дипольного момента донорно-акцепторной пары на спектр термостимулированной проводимости кристаллов дийодида ртути
Глава 3. АМПЛИТУДНЫЙ АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СПЕКТРОВ
ДЕТЕКТОРОВ НА ОСНОВЕ ДИЙОДИДА РТУТИ
3.1. Сбор заряда и формирование амплитудного спектра в полупроводниковом детекторе
3.2. Описание экспериментальной установки и методики амплитудного анализа
3.3. Поляризация ^12-детекторов
3.4. Сбор заряда в полупроводниковом детекторе гамма-квантов
с неоднородным электрическим полем
3.5. Энергетическое разрешение а-Ь^Ь-детекторов рентгеновских и гамма-квантов
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Ядерно-физические методы анализа и контроля нашли широкое применение в различных областях науки и техники. С их дальнейшим развитием и совершенствованием подчас связывается прогресс в соответствующих научных направлениях. В основании многих из этих методов лежит регистрация подходящим детектором квантов рентгеновского или гамма-излучения [1]. Это такие методы, как нейтронно-активационный анализ и рентген-флуоресцентный анализ в материаловедении, рентгеновская томография и метод меченых атомов в медицине, рентгенрадиометрический анализ в геологии.
Детектор рентгеновского и гамма-излучения является тем основным элементом измерительного устройства, от характеристик которого в большой степени зависят характеристики устройства в целом. Широта и разнообразие экспериментальных ситуаций предъявляют столь же разнообразные требования к используемым детекторам. Среди большого набора газовых, сцинтил-ляционных и полупроводниковых детекторов (ППД) последним отдается большее предпочтение ввиду их большей универсальности и высоких эксплуатационных характеристик [2-4]. Ставшие уже классическими германиевые и кремниевые полупроводниковые детекторы (Бы и Оге-ППД) обладают, однако, существенным недостатком - требуют своего охлаждения до температур жидкого азота как при использовании, так и при хранении.
В настоящее время ведется активный поиск и исследование новых полупроводниковых материалов и разработка на их основе детекторов, которые не уступали бы по характеристикам Се- и ЗыППД и вместе с тем не требовали бы глубокого охлаждения (такие детекторы получили название неохлаждае-мых полупроводниковых детекторов - НППД). Достигнуты значительные успехи при изготовлении НППД на таких материалах, как алмаз, арсенид галия (СаАз) [5-7], теллурид кадмия (СсГГе) [8,9] и дийодид ртути (Н^2) [10-20]. Однако наилучшие результаты получены на детекторах, изготовленных на

идентичности) сочетается с плоскостью диагонального скольжения клиноп-лоскости скользящего отражения; 2].т - винтовая ось второго порядка (трансляция на один порядок идентичности) сочетается с зеркальной плоскостью симметрии; 2/с - поворотная ось второго порядка сочетается с плоскостью скользящего отражения по главной оси симметрии (ось х) - параплоскость скользящего отражения [47].
Слоистость структуры тетрагональной модификации обусловлена существенным различием сил, действующих внутри слоев и между слоями. Внутри слоев в направлении оси а силы имеют ионно-ковалентный характер, а между слоями, в направлении оси с, действуют силы Ван-дер-Вальса. Считается, что за температуру плавления (Т,и=252 °С) слоистых соединений ответственными являются Ван-дер-вальсовы силы. Сопоставление рассчитанного из ионных радиусов ртути и йода расстояния Р^-1 с экспериментально измеренным (0.326 нм против 0.261 нм показывает значительную степень ковалентности связи Б^-1. По данным комбинационного рассеяния света в а.-ЫцЬ [48] эффективный заряд иона ртути равен С)н§=0.42 е, а йода Ог=-0.21 е., а доля ковалентной энергии равна 0 .72.
Тетраэдры, в центре которых располагается ртуть, а в вершинах йод, будучи связанными всеми своими вершинами, образуют отдельный слой, который состоит в свою очередь из двух подслоев йода и расположенного между ними подслоя ртути (1-Н^-1) рис. 1.5.

Рис. 1.5. Фрагмент структуры Н§Ь Цифрами: 1 - б обозначены ионы
йода, расположенные над плоскостью, в которой лежат ионы ртути (точки меньшего размера). Цифрами: 7 - 12 - под плоскостью.