Inventory number IRN Number of state registration
0322РК00750 AP09058014-KC-22 0121РК00335
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 1 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 17538592.1 AP09058014
Name of work
Физические особенности формирования кремниевых детекторов ядерного излучения больших размеров
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Джапашов Нурсултан Махмудулы
0
0
2
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Объектом исследования является кремний-литиевые p-i-n структуры больших размеров для детекторов ядерного излучения.

Зерттеу объектісі болып ядролық сәулелену детекторларына арналған үлкен өлшемдегі кремний-литий p-i-n құрылымдары болып табылады.

Целью работы является исследование влияния неоднородностей, воздействия импульсного электрического поля на формирование кремний – литийевых детекторных p-i-n структур и определение режимов работы компенсации монокристаллического кремния больших объемов.

Жұмыстың мақсаты – кремний – литий детекторының p-i-n құрылымдарының түзілуіне біртекті еместердің әсерін, импульстік электр өрісінің әсерін зерттеу және үлкен көлемдегі монокристалды кремнийдің компенсациясының жұмыс режимдерін анықтау.

В исследований применялись теоретические методы описания физических процессов в процессе дрейфа ионов лития в монокристалл кремния, учитывающие неоднородности в исходном кристалле и подачу импульсного электрического напряжения для компенсации ионов лития в кристалле кремния, и численного математического моделирования путем постановки внутренних задач с соответсвтующими граничными условиями для данного процесса.

Литий иондарының кремний монокристалына дрейфі кезіндегі физикалық процестерді сипаттаудың теориялық әдістері, бастапқы кристалдағы біртекті еместерді және кремний кристалындағы литий иондарының орнын толтыру үшін импульстік электр кернеуін беруді және орнату арқылы сандық математикалық модельдеу. зерттеуде осы процестің тиісті шекаралық шарттары бар ішкі есептер пайдаланылды.

● поле точечного заряда представляет собой симметричное неоднородное поле, относительно координатных осей, описывающее траекторию и скорость движения частицы в нем. Отсюда следует, что на формирования амплитудного энергетического спектра в Si(Li) детекторах будут влиять потери носителей зарядов не только за счет рекомбинации или захвата на ловушках, но и из-за удлинения траектории их движения. ● выбор температурно-временного режима импульсного электрического поля для проведения двухстороннего дрейфа зависит от удельного сопротивления исходного материала. Было выявлено, что для низкоомного монокристалла креминя проведение процесса дрейфа методом воздействия импульсного электрического поля наиболее эффективен. Был выбран оптимальный режим дрейфа при температуре Т = 65-70 °С с обратным напряжением смещения Uобр = 150-300 В. ● двухсторонняя компенсация монокристаллического кремния осуществляется методом синхронного (двухстороннего) ступенчатого подъема температуры потенциалов обратного смещения. Было определено что оптимальным режимом компенсации монокристаллического кремния ионами лития, для получения Si (Li) p-i-n структур больших размеров, является температурный диапазон от 55 0С до 1000С при разности потенциалов обратного смещения от 70 В до 150 В.

● Нүктелік зарядтың өрісі координаталық осьтерге қатысты симметриялы біртекті емес өріс, ондағы бөлшектің траекториясы мен жылдамдығын сипаттайды. Демек, Si(Li) детекторларындағы амплитудалық энергия спектрінің қалыптасуына заряд тасымалдаушылардың рекомбинация немесе тұзаққа түсу есебінен ғана емес, сонымен қатар олардың траекториясының ұзаруынан да жоғалуы әсер етеді. ● Екі жақты дрейфті жүргізу үшін импульстік электр өрісінің температуралық-уақыт режимін таңдау алынған материалдың кедергісіне байланысты. Төмен кедергісі бар кремний монокристалы үшін импульстік электр өрісінің әсер ету әдісі бойынша дрейфтік процесс ең тиімді екені анықталды. Оңтайлы дрейф режимі Uкері = 150-300 В кері ығысу кернеуімен T = 65-70 ° C температурада таңдалды. ● монокристалды кремнийдің екі жақты компенсациясы кері ығысу потенциалдарының температурасын синхронды (екі жақты) сатылы көтеру әдісімен жүзеге асырылады. Үлкен өлшемді Si (Li) p-i-n құрылымдарын алу үшін монокристалды кремнийді литий иондарымен компенсациялаудың оңтайлы режимі 550С –тен 1000С -қа дейінгі температура диапазонында кері ығысу потенциалдар айырмашылығы 70 В-тан 150 В-қа дейін болатыны анықталды.

Si(Li) детекторы отличаются низкой себестоимостью и высокими эксплуатационными характеристиками. Применение двухсторонней технологии получения монокристаллических кремниевых детекторов делает их лучшими среди детекторов, работающих при температуре 25℃.

Si(Li) детекторлары төмен құнымен және жоғары өнімділігімен сипатталады. Екі жақты технологияны қабылдай отырып, бір кристалды кремний детекторлары оларды 25 ℃ температурада жұмыс істейтін ең жақсы детекторларға айналдырады.

Проект фундаментального характера, поэтому внедрение результатов проекта не предусмотрены.

Жоба фундаменталды ғылыми сипатқа ие, сондықтан нәтижелерді енгізу қарастырылмаған.

Предложенный в данном проекте метод значительно сокращает время изготовления детекторов и повышает их чувствительность. Предложенный метод снижает затраты для изготовления Si (Li) p-i-n детекторов ядерного излучения.

Бұл жобада ұсынылған әдіс детекторларды өндіруге кететін уақытты айтарлықтай қысқартады және олардың сезімталдығын арттырады. Ұсынылған әдіс Si (Li) p-i-n ядролық сәулелену детекторларын өндіру құнын төмендетеді.

Si (Li) детекторы широко применяются в области регистрации заряженных частиц. В частности в космологии - в рентгеновских телескопических системах, геологии - для определения степени радиационного загрязнения почвы.

Si (Li) детекторлары зарядталған бөлшектерді тіркеу саласында кеңінен қолданылады. Атап айтқанда, космологияда – рентгендік телескопиялық жүйелерде, геологияда – топырақтың радиациялық ластану дәрежесін анықтау.

UDC indices
539.1.074.55
International classifier codes
29.19.17; 29.05.81; 29.15.39; 29.19.24;
Key words in Russian
диффузия; дрейф ионов лития; детектор; p-i-n детектор; Двусторонний дрейф;
Key words in Kazakh
диффузия; литий иондарының дрейфі; детектор; p-i-n детектор; Екі жақты дрейф;
Head of the organization Айдосов Нуржан Сарсынбекович /
Head of work Джапашов Нурсултан Махмудулы PhD / Senior Lecturer