Влияние нейтронного облучения на характеристики SiC- и Si-детекторов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены характеристики детекторов на основе кремния (Si) и карбида кремния (SiC), которые были облучены интегральными потоками нейтронов Ф = 5.1⋅1013, 5.4⋅1014 и 3.4⋅1015 н/см2 (1 МэВ/Si). Обнаружено, что для всех облученных образцов проводимость чувствительной области становится близкой к собственной. С помощью a-частиц было установлено, что для Si-детекторов, облученных минимальным потоком 5.1⋅1013 н/см2, эффективность собирания заряда h не превышает 1.5%. Для SiС-детекторов, облученных аналогичным потоком, h = 96%, а при облучении средним и максимальным потоками h уменьшилась до 70 и 1.5% соответственно. Таким образом, показано, что ухудшение работоспособности SiC-детекторов наступает при существенно более высоких дозовых нагрузках, чем при использовании Si-приборов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. Б. Гуров

Объединенный институт ядерных исследований; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: gurov54@mail.ru
Россия, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6; 115409, Москва, Каширское ш., 31

М. С. Довбненко

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
Россия, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

С. А. Евсеев

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
Россия, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

Н. И. Замятин

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
Россия, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

Ю. А. Копылов

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
Россия, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

С. В. Розов

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
Россия, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

Е. А. Стрелецкая

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
Россия, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

Б. А. Чернышев

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: gurov54@mail.ru
Россия, 115409, Москва, Каширское ш., 31

Л. Грубчин

Institute of Electrical Engineering, Slovak Academy of Science Slovakia

Email: gurov54@mail.ru
Словакия, 841 04, Bratislava, Dubravska cesta, 9

Б. Затько

Institute of Electrical Engineering, Slovak Academy of Science Slovakia

Email: gurov54@mail.ru
Словакия, 841 04, Bratislava, Dubravska cesta, 9

Список литературы

  1. Saddow S.E., Agarwal A. Advances in Silicon Carbide Processing and Applications. Boston, London: Artech House. Inc. Norwood. MA, 2004.
  2. Nava F., Bertuccio G., Cavallini G., Vittone E.S. // Meas. Sci. Technol. 2008. V. 19. P.102001.https://doi.org/10.1088/0957-0233/19/10/102001
  3. Napoli M.D. // Front. Phys. 2022. V. 10. P. 898833.https://doi.org/10.3389/fphy.2022.898833
  4. Zamyatin N.I., Cheremukhin A.E., Shafronovskaya A.I. // Phys. Part. Nucl. Lett. 2017. V. 14. P. 762.
  5. https://doi.org/10.1134/S1547477117050156
  6. Bloch P, Cheremukhin A., Golubkov S., Golutvin I., Egorov N., Konjkov K., Kozlov Y., Peisert A., Sidorov A., Zamiatin N. // IEEE Trans. 2002. V. NS-49. Р. 321.https://doi.org/ 10.1109/TNS.2002.998662
  7. Gurov Yu.B., Rozov S.V., Sandukovsky V.G., Yakushev E.A., Hrubcin L., Zat’ko B. // Instrum. Exp. Tech. 2015. V. 58. P. 22.https://doi.org/10.1134/S0020441215010054
  8. Hrubčín L., Gurov Yu.B., Zaťko B., Mitrofanov S.V., Rozov S.V., Sedlačková K., Sandukovsky V.G., Semin V.A., Nečasd V., Skuratov V.A. // J. Instrum. 2018. V. 13. P11005.https://doi.org/10.1088/1748-0221/13/11/P11005
  9. Bulavin M.V., Verkhoglyadov A.E., Kulikov S.A., Kula-gin E.N., Kukhtin V.V., Cheplakov A.P., Shabalin E.P. // Phys. Part. Nucl. Lett. 2015. V. 12. P. 344.https://doi.org/10.1134/S1547477115020077
  10. Sciortinoa S., Hartjesc F., Lagomarsinoa S., Navad F., Brianzib M., Cindroe V., Lanzierif C., Mollg M., Vannid P. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A. 2005. V. 552. P. 138.https://doi.org/10.1016/j.nima.2005.06.017
  11. Castaldini A., Cavallini A., Rigutti L., Nava F. // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 85. P. 3780.https://doi.org/10.1063/1.1810627
  12. Bruzzi M., Sadrozinski H.F., Seiden A. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A. 2007. V. 579. P. 754.https://doi.org/10.1016/j.nima.2007.05.326
  13. Angelescu T., Cheremukhin A.E., Ghete V.M., Ghiordanescu N., Golutvin I.A., Lazanu S., Lazanu I., Mihul A., Radu A., Susova N.Yu., Vasilescu A., Zamyatin N.I. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A. 1995. V. 357. P. 55.https://doi.org/10.1016/0168-9002(94)01534-1
  14. Liu L., Liu A., Bai S., Lv L., Jin P., Ouyang X. // Sci. Rep. 2017. V. 7. P.13376.https://doi.org/10.1038/s41598-017-13715-3

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимости емкости С (1–4) и параметра С⁻² (5–8) от приложенного напряжения для SiC-детекторов: 1, 5 – необлученный образец; 2, 6 – детектор, облученный потоком Ф = 5.1⋅10¹³ н/см²; 3, 7 – Ф = 5.4⋅10¹⁴ н/см², 4, 8 – Ф = 3.4⋅10¹⁵ н/см².

Скачать (16KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости емкости С (1, 2) и параметра С⁻² (3, 4) от приложенного напряжения для Si-детекторов: 1, 3 – необлученный образец; 2, 4 – детектор, облученный потоком Ф = 5.1⋅10¹³ н/см².

Скачать (11KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Спектры ²²⁶Ra, измеренные с помощью SiC-детекторов: а — необлученный образец; б, в, г — детекторы, облученные соответственно нейтронными потоками Ф = 5.1⋅10¹³, 5.4⋅10¹⁴ и 3.4⋅10¹⁵ н/см².

Скачать (21KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектры ²²⁶Ra, измеренные с помощью Si-детекторов: а — необлученный образец, б — детектор, облученный нейтронным потоком Ф = 5.1⋅10¹³ н/см².

Скачать (16KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость энергетического разрешения от приложенного напряжения для SiC-детекторов: 1 — необлученный образец (правая ось), 2, 3, 4 — детекторы, облученные соответственно нейтронными потоками 5.1⋅10¹³, 5.4⋅10¹⁴ и 3.4⋅10¹⁵ н/см² (левая ось).

Скачать (11KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость энергетического разрешения (1, 3, правая ось) и эффективности собирания заряда (2, 4, левая ось) от приложенного напряжения для Si-детекторов: 1, 2 — необлученный образец, 3, 4 — детектор, облученный потоком 5.1⋅10¹³ н/см².

Скачать (14KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость эффективности собирания заряда от приложенного напряжения для SiC-детекторов: 1 — необлученный образец, 2, 3, 4 — детекторы, облученные соответственно потоками 5.1⋅10¹³, 5.4⋅10¹⁴ и 3.4⋅10¹⁵ н/см².

Скачать (14KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».