بررسي اثر تابش گاما بر آشكارساز نوري بر پايه نيمهرسانا نيتريد گاليوم

كارشناسي ارشد

فضاي بالاي جو ﺑـﻪ دﻟﯿـﻞ وﺟـﻮد انواع ﭘﺮﺗﻮﻫـﺎي يون¬ساز، ﺑـﺮاي ﻣﺎﻫﻮارهﻫﺎ و تجهيزات الكتروني آن¬ها ﯾﮏ ﻣﺤﯿﻂ ﺗﺸﻌﺸﻌﯽ ﻣﺤﺴﻮب ﻣﯽﺷﻮد. با قرارگرفتن تجهيزات در اين محيط، در قطعات نيمه¬رسانا و عايق¬ها منجر به يونيزش ماده، ايجاد نقص در ساختار كريستالي يا منجر به تشكيل باندهاي اضافي رسانشي در آن¬ها مي¬شود. جابه¬جايي ولتاژ آستانه، افزايش جريان نشتي و نيز خاموش نشدن قطعه (در زماني كه به آن ولتاژ اعمال نمي-شود) از جمله آسيب¬هاي تشعشعي محسوب مي¬گردد. بنابراين بررسي اثر تشعشعات بر مجموعه تجهيزاتي كه در محيط¬هاي تشعشعي قرار مي¬گيرند، بسيار مهم است. از جمله تجهيزاتي كه امروزه در در برخي ماموريت¬هاي فضايي مورد استفاده قرار مي¬گيرند، آشكارسازهاي نوري مي¬باشند. محيط¬هاي تشعشعي با تاثير و تغيير در مشخصات مواد و قطعات تشكيل دهنده آشكارسازهاي نوري به¬تدريج عملكرد آن¬ها را با افت كيفيت مواجه كرده و باعث عملكرد نامناسب و محدوديت¬هايي در استفاده از آشكارسازها مي¬شود. در اين پژوهش تاثير تابش يونيزان گاما بر رفتار و ساختار آشكارساز فرابنفش برپايه نيمه¬رساناي GaN بررسي شده¬است. آشكارساز MSM برپايه لايه¬ي هم¬بافته 3O2n-GaN/Al به روش MOCVD ساخته شده است. اثر تابش يونيزان گاما Co) 60-γ) در دو نرخ دز: بسيار كم ( rad/s0001/0) و زياد ( rad/s137) بر ساختار لايه و جريان تاريك آشكارساز مورد بررسي قرارگرفته است. برخلاف مشاهدات معمول، در دزهاي بسيار پايين، افزايش جريان و سپس كاهش آن به¬وضوح مشاهده شد. براي توضيح چرايي اين رفتار جريان الكتريكي، از مدل سازوكار انتقال حامل¬ها در حالت¬هاي جايگزيده استفاده شد. در اينجا حالت¬هاي جايگزيده در GaN سبب جايگزيده شدن حامل¬هاي باري كه در اثر تابش¬دهي گاما به¬وجودآمده¬اند، مي¬شود. سپس اين حامل¬ها در افزايش و كاهش جريان الكتريكي نقش خواهند داشت. تابش گاما در دز زياد باعث تخريب لايه GaN و در نتيجه سوختن آشكارساز شد. علاوه¬بر تغيير رفتار جريان الكتريكي، تحليل گراف¬هاي XRD در قبل و پس از تابش¬دهي نشان مي¬دهد كه تابش گاما سبب ايجاد كرنش در ساختار كريستالي GaN شده است.

194379

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سيدحسن صديقي

فوتونيك

دكتر بيژن غفاري - دكتر شهاب نوروزيان علم