Các tiếp điểm PN màng dày dựa trên hỗn hợp oxit indium và silicon làm cảm biến bức xạ gamma

Emerald - Tập 21 Số 1 - Trang 19-27 - 2004
Khalil Arshak1, Olga Korostynska1, John Henry2
1Department of Electronic and Computer Engineering, University of Limerick, Limerick, Ireland
2Materials and Surface Science Institute, University of Limerick, Limerick, Ireland

Tóm tắt

Hỗn hợp oxit indium (In2O3) và oxit silicon (SiO) dưới dạng tiếp điểm PN màng dày đã được nghiên cứu nhằm mục đích đo liều bức xạ gamma. Các bột polymer của hỗn hợp In2O3 và SiO với tỉ lệ khác nhau được chế tạo từ 92% theo trọng lượng vật liệu chức năng và 8% theo trọng lượng PVB, trong đó ethyleneglycolmonobutylether được sử dụng làm dung môi. Quang phổ Raman và nhiễu xạ tia X (XRD) của các màng cho thấy sự hình thành lớp phủ oxit silicon và oxit indium hỗn hợp. Tất cả các thiết bị được tiếp xúc với nguồn bức xạ 137Cs kiểu đĩa có hoạt tính 370 kBq. Các đặc tính IV của các mẫu được đo sau mỗi liều bức xạ. Kết quả cho thấy dòng điện tăng lên khi liều bức xạ tăng đến một mức nhất định, việc vượt quá mức này sẽ dẫn đến các đặc tính đo liều không ổn định và hư hỏng thiết bị. Các tham số hiệu suất của thiết bị, chẳng hạn như độ nhạy với bức xạ γ và vùng liều làm việc, bị phụ thuộc cao vào thành phần của các vật liệu sử dụng.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Arshak, K.I. and Hogarth, C.A. (1986), “Effects of annealing on the structure, electron spin resonance and optical energy gap of thin BaO‐SiO films”, Thin Solid Films, Vol. 137, pp. 281‐91. Arshak, K. and Twomey, K. (2002), “Thin films of In2O3/SiO for humidity sensing applications”, Sensors, Vol. 2, pp. 205‐18. Arshak, K., Hogarth, C.A. and Ilyas, M. (1984), “A study of electron spin resonance and optical absorption edge in amorphous mixed films of SiO and In2O3”, J. Mat. Science Let., Vol. 3, pp. 1035‐8. Audet, S. and Steigerwald, J. (1994), “Radiation sensors”, in Sze, S.M. (Ed.), Semiconductor Sensors, Wiley, New York, NY, pp. 271‐329. Carotta, M.C., Martinelli, G., Crema, L., Gallana, M., Merli, M., Ghiotti, G. and Traversa, E. (2000), “Array of thick film sensors for atmospheric pollutant monitoring”, Sensors and Actuators B: Chemical, Vol. 68, pp. 1‐8. Collins, D.G. and Arshak, K.I. (1997), “A study of composite Bi2O3, In2O3 and RuO2 planar thick film piezoresistive gauges”, Microelectronics and Reliability, Vol. 37, p. 706. Heinrich, V.E. and Cox, P.A. (1994), The Surface Science of Metal Oxides, Cambridge University Press, Cambridge. Horowitz, Y.S. (2001), “Theory of thermoluminescence gamma dose response: the unified interaction model”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, Vol. 184, pp. 68‐84. Kaczmarek, S.M., Jablonski, R., Moroz, Z., Pracka, I. and Lukasiewicz, T. (1999), “Radiation defects in oxide compounds”, Cryst. Res. Technol., Vol. 34, pp. 719‐28. Kim, S.R., Hong, H.K., Kwon, C.H., Yun, D.H., Lee, K. and Sung, Y.K. (2000), “Ozone sensing properties of In2O3‐based semiconductor thick films”, Sensors and Actuators B: Chemical, Vol. 66, pp. 59‐62. Kolobov, A.V., Maeda, Y. and Tanaka, K. (2000), “Raman spectra of Ge nanocrystals embedded into SiO2”, Journal of Applied Physics, Vol. 88, pp. 32‐85. Pacchioni, G. (2000), “Ab initio theory of point defects in oxide materials: structure, properties, chemical reactivity”, Solid State Sciences, Vol. 2, pp. 161‐79. Pacchioni, G. and Pescarmona, P. (1998), “Structure and stability of oxygen vacancies on sub‐surface, terraces, and low‐coordinated surface sites of MgO: an ab initio study”, Surface Science, Vol. 412‐413, pp. 657‐71. Qi, J., White, J.M., Belcher, A.M. and Masumoto, Y. (2003), “Optical spectroscopy of silicon nanowires”, Chemical Physics Letters, Vol. 372, pp. 763‐6. Sarott, F.‐A., Iqbal, Z. and Veprek, S. (1982), “Effect of substrate bias on the properties of microcrystalline silicon films deposited in a glow discharge”, Solid State Communications, Vol. 42, pp. 465‐8. Tominaga, K., Murayama, T., Mori, I., Okamoto, T., Hiruta, K., Moriga, T. and Nakabayashi, I. (2000), “Conductive transparent films deposited by simultaneous sputtering of zinc‐oxide and indium‐oxide targets”, Vacuum, Vol. 59, pp. 546‐52. Torchynska, T.V., Aguilar‐Hernandez, J., Hernandez, L.S., Goldstein, Y., Many, A., Jedrzejewski, J. and Kolobov, A.V. (2003), “Photoluminescence of silicon oxide films enriched by Si or Ge”, Journal of Luminescence, Vols 102/103, pp. 557‐61. Traversa, E., Sadaoka, Y., Carotta, M.C. and Martinelli, G. (2000), “Environmental monitoring field tests using screen‐printed thick‐film sensors based on semiconducting oxides”, Sensors and Actuators B: Chemical, Vol. 65, pp. 181‐5. Wong, J. and Angell, C.A. (1976), Glass Structure by Spectroscopy, Marcel Dekker, New York, NY. Zhu, R.Y. (1998), “Radiation damage in scintillating crystals”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 413, pp. 297‐311.