Влияние нейтронного облучения на характеристики SiC- и Si-детекторов

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅或者付费存取

详细

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.

全文:

受限制的访问

作者简介

Ю. Гуров

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

编辑信件的主要联系方式.
Email: gurov54@mail.ru
俄罗斯联邦, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6; 115409, Москва, Каширское ш., 31

М. Довбненко

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
俄罗斯联邦, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

С. Евсеев

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
俄罗斯联邦, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

Н. Замятин

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
俄罗斯联邦, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

Ю. Копылов

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
俄罗斯联邦, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

С. Розов

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
俄罗斯联邦, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

Е. Стрелецкая

Объединенный институт ядерных исследований

Email: gurov54@mail.ru
俄罗斯联邦, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6

Б. Чернышев

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: gurov54@mail.ru
俄罗斯联邦, 115409, Москва, Каширское ш., 31

Л. Грубчин

Institute of Electrical Engineering, Slovak Academy of Science Slovakia

Email: gurov54@mail.ru
斯洛伐克, 841 04, Bratislava, Dubravska cesta, 9

Б. Затько

Institute of Electrical Engineering, Slovak Academy of Science Slovakia

Email: gurov54@mail.ru
斯洛伐克, 841 04, Bratislava, Dubravska cesta, 9

参考

  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

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Dependences of the capacitance C (1–4) and the parameter C⁻² ​​(5–8) on the applied voltage for SiC detectors: 1, 5 – non-irradiated sample; 2, 6 – detector irradiated with a flux of Ф = 5.1⋅10¹³ N/cm²; 3, 7 – Ф = 5.4⋅10¹⁴ N/cm², 4, 8 – Ф = 3.4⋅10¹⁵ N/cm².

下载 (16KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Dependences of the capacitance C (1, 2) and the parameter C⁻² ​​(3, 4) on the applied voltage for Si detectors: 1, 3 – non-irradiated sample; 2, 4 – detector irradiated with a flux Ф = 5.1⋅10¹³ N/cm².

下载 (11KB)
索引源数据
4. Fig. 3. ²²⁶Ra spectra measured using SiC detectors: a — non-irradiated sample; b, c, d — detectors irradiated with neutron fluxes Ф = 5.1⋅10¹³, 5.4⋅10¹⁴ and 3.4⋅10¹⁵ n/cm², respectively.

下载 (21KB)
索引源数据
5. Fig. 4. ²²⁶Ra spectra measured using Si detectors: a — non-irradiated sample, b — detector irradiated with a neutron flux Ф = 5.1⋅10¹³ n/cm².

下载 (16KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Dependence of the energy resolution on the applied voltage for SiC detectors: 1 — non-irradiated sample (right axis), 2, 3, 4 — detectors irradiated with neutron fluxes of 5.1⋅10¹³, 5.4⋅10¹⁴ and 3.4⋅10¹⁵ n/cm², respectively (left axis).

下载 (11KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Dependence of the energy resolution (1, 3, right axis) and charge collection efficiency (2, 4, left axis) on the applied voltage for Si detectors: 1, 2 — non-irradiated sample, 3, 4 — detector irradiated with a flux of 5.1⋅10¹³ N/cm².

下载 (14KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Dependence of charge collection efficiency on the applied voltage for SiC detectors: 1 — non-irradiated sample, 2, 3, 4 — detectors irradiated with fluxes of 5.1⋅10¹³, 5.4⋅10¹⁴ and 3.4⋅10¹⁵ N/cm², respectively.

下载 (14KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024