Investigation of electronic properties of detector grade cadmium zinc telluride crystals and development of electrodes for x-ray and gamma ray applications
Dedektör mertebesindeki kadmiyum çinko tellür kristallerinin elektronik özelliklerinin araştırılması ve x-ışını ile gamma ışını uygulamaları için elektrot geliştirilmesi
- Tez No: 539266
- Danışmanlar: PROF. DR. RAŞİT TURAN, PROF. DR. MEHMET PARLAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Son otuz yılda, sağlık, astrofizik ve güvenlik gibi alanlarda radyasyon dedektörü sistemlerinin bir parçası olarak kullanılmak üzere, Kadmiyum Çinko Tellür kristalleri konusunda yoğun ve artan bir araştırma etkinliğine tanık olundu. Bu çabalara eşlik eden gelişmelerin arasında Kadmiyum Çinko Tellür kristallerinin hacimsel büyütülmelerindeki yetkinliğin artması, mikro-elektronik uygulamalarındaki ilerlemeler ve veri toplama yöntemlerindeki gelişmeler sayılabilir ve tüm bunlar Kadmiyum Çinko Tellür kristallerinin çoklu piksel yapıları halinde dedektör olarak esnek bir şekilde yapılandırılmalarını mümkün kılmıştır. Kadmiyum Çinko Tellür kristallerinin esasen sahip olduğu yüksek bant aralığı, yüksek direnç, yüksek atom numarası ve hareket-yaşam süresi çarpımının da yüksek oluşu, II-VI grubu bileşiklerinden bir yarı iletken olan bu malzemeye oda sıcaklığında kullanılabilir olma özelliği ve yüksek çözünürlük vermektedir. Her ne kadar Kadmiyum Çinko Tellür kristallerinin direnci göreceli olarak yüksek olsa da (ρ > 108 Ω cm), düzleme ve parlatma işlemlerinde oluşan çatlaklar yüzey direncini düşürmektedir ve bu durum yüzeyde akım kaçağı sorununa yol açmaktadır. Bu kristallerin radyasyon dedektörü olarak kullanılabilmeleri için bu akım kaçaklarının azaltılması gerekir. Bu tez çalışmasında, ODTÜ Kristal Büyütme Laboratuvarında üretilmiş ve aralarında indiyum eklenmiş külçeler de olan büyütmelerden ve ticari bir kristalden örnekler üretilmiştir. Bu örneklerin akım-voltaj karakterizasyonları, farklı elektrot yapıları ile tamamlanmıştır. Çalışmanın ana odağı, dedektör kristallerinde oluşturulan metal-yarı iletken malzemenin akım-voltaj davranışlarını araştırmaktır. Akım-voltaj ölçümlerine ek olarak, üretim safhasının her aşamasında X-Işınım Kırılımı (XRD), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) karakterizasyonları yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
In the last three decades, we have witnessed extensive research activities on Cadmium Zinc Telluride (CdZnTe or CZT) crystals to be used as a part of radiation detector systems in different application areas including astrophysics, medical science and security devices. The accompanied developments such as increased ability to control the bulk growth of CZT crystals, advances in microelectronics and improvements in data-acquisition methods have all paved the way for flexible configurations of multiple pixel modules consisted of CZT detectors. Being a II-VI compound semiconductor, CZT appears to be suitable for room temperature operation with a high spectroscopic resolution. The intrinsic properties CZT crystal such as wide bandgap, high resistivity and high atomic number make it very useful in these applications. Although the resistivity of CdZnTe crystal is relatively high (ρ > 108 Ω cm), cracks formed during lapping/polishing processes or surface contamination make surface resistivity lower, leading to surface leakage current problems. To be able to use CZT crystals in X-ray and gamma-ray applications, leakage current should be minimized. In this thesis study, CZT detectors from different ingots produced at METU Crystal Growth Laboratory (GCL), including one with Indium doped and also from a commercial crystal, were produced and current-voltage (I-V) characterizations were completed with various electrode designs. Main focus was to investigate the current-voltage behavior of metal-semiconductor interface formed on the detector crystals. In addition to I-V measurements, the crystal grown and prepared for detector application was characterized by different methods such as X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy (SEM).
Benzer Tezler
- Thermochemical modelling and directed energy deposition of copper-nickel functionally gradient materials
Yönlendirilmiş enerji birikimi ile bakır-nikel fonksiyonel gradyan malzeme üretimi ve termokimyasal modellemesi
MUHAMMED ENES BALKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiSabancı ÜniversitesiÜretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHATTİN KOÇ
- Fenollerin sulu çözeltilerden orgono kil üzerinde adsorpsiyon ile zenginleştirilmesi ve kapiler elektroforez yöntemi ile tayini
Preconcentration of phenols from aqueous solutions by adsorption on organo-clay followed by capillary electrophoretic determination
İNCİ ALEMDAR
- Çeşitli konsantrasyonlarda kobalt (Co), nikel (Ni), bakır (Cu) ve çinko (Zn) katkılanarak üretilen WO3 ince filmlerinin elektronik ve yapısal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of electronic and structural properties of WO3 thin films produced by doping cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu) and zinc (Zn) in various concentrations
BETÜL DEMİREZEN
Doktora
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER SÖĞÜT
- PECVD yöntemiyle büyütülmüş BN filmlerin opto-elektronik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of PECVD grown BN thin films opto-electronic properties
BORA BOZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORHAN ÖZDEMİR
- Elektrokimyasal depolama yöntemi ile WFeNi ince film alaşımlarının üretilmesi, yapısal ve elektronik özelliklerinin incelenmesi
Production of WFeNi thin film alloys by electrochemical deposition method, investigation of the structual and electronic properties
HİLAL KAYA
Doktora
Türkçe
2022
BiyofizikKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER SÖĞÜT