Визначення чутливості напівпровідникових детекторів гамма-випромінювання

Alexandr Zakharchenko Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», м. Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-0156-767X

Ключові слова: напівпровідниковий детектор, гамма-випромінювання, метод Монте-Карло, функція відгуку, чутливість

Анотація

Методом Монте-Карло досліджені властивості функцій відгуку кімнатно-температурних детекторів гамма-випромінювання на основі широкозонних напівпровідників. Показано, що для ряду напівпровідників можна отримати наближені формули, що пов’язують чутливість детекторів в діапазоні 0,06…3 МеВ з енергією монохроматичного випромінювання, що поглинається. Визначені області енергій гамма-квантів і товщини детекторів, де справедливі отримані залежності. Також визначені області максимальної похибки наближених формул.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Demir D., Onder P., Oznuluer T. Performance of CdTe detector in the 13–1333 keV energy range // Radiation Physics and Chemistry. – 2010. – Vol. 79. – P. 1132–1136.

Захарченко А.А., Хажмурадов М.А. Исследование свойств полупроводниковых детекторов ядерных излучений методом Монте-Карло. Ч. 1: Полупроводниковые детекторы гамма-излучения / Препринт ХФТИ. Харьков, ХФТИ. – 2011.

Sang W., Wei J., Qi Z. et al. Primary study on the contact degradation mechanism of CdZnTe detectors // // Nucl. Instr. & Meth. A. – 2004. – Vol. 527. – P. 487–492.

Детекторы ионизирующих излучений полупроводниковые. Термины и определения: ГОСТ 18177-81. – [Действует с 1983–01–01]. – М.: Издательство стандартов, 1982. – 20 с.

XCOM: Photon cross sections database [электронный ресурс] : NIST Standard Reference Database 8 (XGAM) / M. Berger, J. Hubbell, S. Seltzer, et al. // Режим доступа к базе данных : http://physics.nist.gov/PhysRefData/Xcom/Text/XCOM.html

Горев В.С., Кожемякин В.А., Матвеев О.А. и др. Применение детекторов на основе теллурида кадмия в дозиметрии гамма-излучения // Приборы и техника эксперимента. – 1981. – № 1.– С. 60–64.

Залетин В.М., Кривозубов О.В., Topлин М.А., Фомин В.И. Радиометрические и дозиметрические характеристики HgI2-детекторов // Атомная энергия. – 1987. – Т. 63, вып. 4. – С. 274–277.

Akutagawa W., Zanio K. Gamma response of semi-insulating material in the presence of trapping and detrapping // J. Appl. Phys. – 1969. – Vol. 40. – P. 3838–3854.

Ruzin A., Nemirovsky Y. Statistical Models for Charge Collection Efficiency and Variance in Semiconductor Spectrometers // J. Appl. Phys. – 1997. – Vol. 82, No. 6. – P. 2754-2758.

Hossain A., Xu L., Bolotnikov A.E. et al. Distribution of Te inclusions in a CdZnTe wafer and their effects on the electrical properties of fabricated devices // Nucl. Instr. & Meth. A. – 2011. – Vol. 652. – P. 146–148.

Hossain A., Bolotnikov A., Camarda G. et al. Extended defects in CdZnTe crystals: Effects on device performance // Journal of Crystal Growth. – 2010. – Vol. 312. – P. 1795–1799.

Клевков Ю.В., Колосов С.А., Плотников А.Ф. Транспорт носителей заряда в отожженных крупно- и мелкозернистых поликристаллах CdTe // Физика и техника полупроводников. – 2006. – том 40, вып. 9. – С. 1028–1032.

Yang G., Bolotnikov A.E., Camarda G.S. et al. Electric field distribution of cadmium zinc telluride (CZT) detectors / Hard X-Ray, Gamma-Ray, and Neutron Detector Physics XI, Proc. of SPIE. – 2009. – Vol. 7449, 74490C1–7.

Gerrish V. Polarization and gain in mercuric iodide gamma-ray spectrometers // Nucl. Instr. & Meth. A. – 1992. – Vol. 322. – P. 402-413.

Захарченко А.А., Веревкин А.А., Кутний В.Е., Рыбка А.В., Хажмурадов М.А. Моделирование функции отклика CdZnTe детекторов для дозиметрии гамма-излучения // Вісник харківського національного університету. Серія фізична «Ядра, частинки, поля». – 2008. – № 832, вип. 4(40). – С. 71–76.

Захарченко А.А. Верификация моделей полупроводниковых детекторов гамма-излучения // Вісник харківського національного університету. Серія фізична «Ядра, частинки, поля». – 2011, № 955, вып. 2(50), – С. 51–59.

Zakharchenko A.A., Prokhorenko I.M., Khazhmuradov M.A. Statistical Characteristics of Pulse-Height Spectra of Gamma-Radiation Detectors Based on the Mercuric Compounds / 18th International Workshop on Room-Temperature Semiconductor Detectors (RTSD-2011), 23 – 29 October 2011, Valencia, Spain. – Paper RTSD.S-273.

Skrypnyk A.I., Zakharchenko A.A., Khazhmuradov M.A. Comparison of GEANT4 with EGSnrc for simulation of gamma-radiation detectors based on semi-insulating materials // Problems of atomic science and technology, Series: Nuclear Physics Investigations (56). – 2011, no 5. – P. 93–100.

Kawrakow I., Mainegra-Hing E., Rogers D. EGSnrcMP, the new multiplatform version of EGSnrc // Med. Phys. – 2004. – Vol. 31. – P. 1731.

Baciak J.E., He Z. Spectroscopy on Thick HgI2 Detectors: A Comparison Between Planar and Pixelated Electrodes // IEEE Transactions on nuclear science. – 2003. – Vol. 50, no. 4. – P. 1220–1224.

Клименко И.А., Комарь В.К., Мигаль В.П., Наливайко Д.П. Влияние упругих полей ростовых дефектов на фотодиэлектрический отклик кристаллов Cd1-xZnxTe // Физика и техника полупроводников. – 2001. – Т. 35, вып. 2. – С. 139–142.

Owens A. Compound Semiconductor Radiation Detectors / Taylor & Francis; 1 edition, 2012. – 567 pages

van den Berg L., Vigil R.D. Fabrication of mercuric iodide radiation detectors // Nucl. Instr. & Meth. A. – 2001. – Vol. 458, no. 1-2. – P. 148–151.

Hitomi K., Kikuchi Y., Shoji T., Ishii K. Improvement of energy resolutions in TlBr detectors // Nucl. Instr. & Meth. A. – 2009. – Vol. 607, no 1. – P. 112 –115.

Owens A., Bavdaz M., Andersson H. et al. The X-ray response of CdZnTe // Nucl. Instr. & Meth. A. – 2002. – Vol. 484, no 1-3. – P. 242–250.

GLP Series Planar HPGe Low-Energy Detector. Product Configuration Guide. [электронный ресурс] / Режим доступа : www.ortec-online.com/download/GLP.pdf