AbstractsPhysics

Investigations made on new materials and their structures for production of particle detectors based on semi-insulating SiC and GaN comprise the technological and applied importance of this study. Innovations in defect control technology, especially, in recognition of extended defects and percolative carrier transport in heavily irradiated detector structures are considered and applied for scientific implementations. These investigations have been performed within a framework of CERN rd50 project. Irradiation by 24 GeV protons varying fluence up to 1016 cm-2 deteriorates rectifying properties of the 4H-SiC particle detectors. Different isotopes produced in 4H-SiC during irradiation by protons have been revealed by gamma spectroscopy. In the non-irradiated GaN material the temperature-dependent variations of leakage current have been unveiled to be caused by the carrier mobility temperature changes. Activation energy values have been extracted for proton radiation induced deep centres in the GaN detectors by thermally stimulated current spectroscopy as well as the isotopes and long-living radio-nuclides have been identified by gamma spectroscopy. In the Si detectors, irradiated by reactor neutrons, the photo-activation energy values have been determined for the deep levels located below the mid-gap by photo-ionisation spectroscopy while isochronal anneals enhance the density of the acceptor-type vacancy-related defects. Disertacijoje išanalizuoti gilieji centrai didžiavaržiuose Si, SiC ir GaN dariniuose, sietini su didelės energijos protonų bei neutronų spinduliuote sudarytais defektais, atskleistos radiacinių defektų transformacijos po iškaitinimų, didelių energijų spinduliuotės įtaka krūvio pernašai ir pagavai medžiagose, tinkamose jonizuojančiosios spinduliuotės detektoriams, tiriamiems pagal Europos branduolinių tyrimų centro (CERN) projektus. 4H-SiC dariniuose, apšvitintuose 24 GeV/c protonais, išanalizuota elektrinių charakteristikų kaita. Iš šiluma skatinamųjų srovių spektrų nustatytos šiluminės aktyvacijos energijų vertės. Taip pat 4H-SiC dariniuose, apšvitintuose protonų įtėkiais, siekiančiais 1016 cm-2, įvertintas skirtingų spinduliuote sukurtų izotopų kiekis. Neapšvitintose GaN dariniuose nustatyta, kad medžiagos elektrinio laidumo parametrų kaitą nulemia krūvininkų judrio kitimas. Apšvitintuose neutronais GaN dariniuose šiluma skatinamųjų srovių spektroskopijos būdu buvo nustatyti dominuojančių defektų lygmenys. Aptikta, kad po apšvitos 24 GeV/c protonų įtėkiais, siekiančiais 1016 cm-2, GaN susidarė 7Be, 22Na ir kiti ilgaamžiai radionuklidai, kurių atominis skaičius A<70, bei žymiai pakito spinduliuotės detektorių krūvio pernašos savybės. Didžiavaržio silicio detektoriuose po apšvitos reaktoriaus neutronais susidarė visa eilė radiacinių defektų, kuriems priskirtinų giliųjų centrų parametrai buvo įvertinti fotojonizacijos spektroskopijos ir tamsinės srovės temperatūrinių kitimų... [toliau žr. visą tekstą]