Silicon doping by lanthanides as optimization technique of ionizing radiation detector parameters
- 1. Peterburgskij Inst. Yadernoj Fiziki, Gatchina (Russian Federation)
- 2. Belorusskij Gosudarstvennyj Univ., Minsk (Belarus)
Description
Paper describes a technique to optimize parameters of ionizing radiation detector based on Gd doped Si and made according to surface-barrier technology. Admission of lanthanide into melting zone at growing of single crystals by crucibleless zone melting is shown to enable to remove process impurities (Au, Cu, C, Na) from material. It results on prolongation of lifetime of nonequilibrium charge carriers by ∼ 3 times and in improvement of homogeneity of single crystals from 25% up to 60%. Energy resolution of p-Si:Gd base detectors constituted at room temperature 33 keV for 239Pu α-particles with 5.4 MeV energy that is twice as higher than for the conventionally applied material (60 keV). For n-Si:Gd under similar conditions one reached energy resolution equal to 16 keV
Abstract (Russian)
Описан способ оптимизации параметров изготовленных по поверхностно-барьерной технологии детекторов ионизирующих излучений на основе Si, легированного Gd. Показано, что введение лантаноида в зону расплава при выращивании монокристаллов по методу бестигельной зонной плавки позволяет очищать материал от технологических примесей (Au, Cu, C, Na). Это ведет к увеличению времени жизни неравновесных носителей заряда в ∼ 3 раза и однородности монокристаллов с 25% до 60%. Энергетическое разрешение детекторов на основе p-Si:Gd составило при комнатной температуре 33 кэВ для α-частиц 239Pu с энергией 5.4 МэВ, что в ∼ 2 раза лучше, чем для традиционно используемого материала (60 кэВ). Для n-Si:Gd при аналогичных условиях достигнуто энергетическое разрешение 16 кэВAdditional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Легирование кремния лантаноидами как способ оптимизации параметров детекторов ионизирующих излучений
Publishing Information
- Journal Title
- Pribory i Tekhnika Ehksperimenta
- Journal Issue
- no.3
- Journal Page Range
- p. 24-26
- ISSN
- 0032-8162
- CODEN
- PRTEAJ
INIS
- Country of Publication
- Russian Federation
- Country of Input or Organization
- Russian Federation
- INIS RN
- 34047092
- Subject category
- S46: INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY;
- Descriptors DEI
- ALPHA DETECTION; CARRIER LIFETIME; CRYSTAL DOPING; ENERGY RESOLUTION; GADOLINIUM ADDITIONS; MEV RANGE 01-10; MONOCRYSTALS; SI SEMICONDUCTOR DETECTORS; SURFACE BARRIER DETECTORS; ZONE MELTING
- Descriptors DEC
- ALLOYS; CHARGED PARTICLE DETECTION; CRYSTAL GROWTH METHODS; CRYSTALS; DETECTION; ENERGY RANGE; GADOLINIUM ALLOYS; LIFETIME; MEASURING INSTRUMENTS; MELTING; MEV RANGE; PHASE TRANSFORMATIONS; RADIATION DETECTION; RADIATION DETECTORS; RARE EARTH ADDITIONS; RARE EARTH ALLOYS; RESOLUTION; SEMICONDUCTOR DETECTORS
Optional Information
- Notes
- 11 refs., 2 figs., 1 tab.