Презентация вкр

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
(НИЯУ МИФИ)
ИНСТИТУТ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ
КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЙ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ
МОДЕЛЬ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО ДЕТЕКТОРА
РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ
Направление подготовки 14.03.02
Ядерные физика и технологии
Группа: Б22-604
Студент: Феоктистов Н.А.
Руководитель ВКР: Эргашев Д.Э.
Соруководитель ВКР: Игнатьев Н.Г.
Дата: 10.06.2026 г.
1

2.

Актуальность
Ангара 5-1
СКИФ
ЛИУ-30
Длительности импульсов: 6-10 нс
Длительность вспышки ~ 3 пс
Характерные энергии ИИ: 0,03-20 кэВ
Интервал между вспышками ~ 6,2 нс
Длительности импульсов:
50-300 нс
Характерные энергии ИИ: 20-150 кэВ
Характерные энергии ИИ:
2-6 МэВ
2

3. Цель и задачи работы

Цель: разработка и обоснование применимости модели быстродействующего детектора
рентгеновского излучения на основе арсенида галлия.
Задачи:
выполнить расчетно-теоретическую оценку спектральной чувствительности и временного
разрешения детектора для различных геометрических параметров ЧЭ;
выбрать и обосновать диапазон геометрических параметров детектора для построения массива
расчетных данных;
выбрать и обосновать критерий оптимума и определить оптимальные геометрические
параметры детектора;
провести экспериментальное исследование временных характеристик образцов детекторов;
выполнить
сравнительный анализ результатов моделирования с
экспериментальными
данными.
3

4.

Основные материалы, применяемые при изготовлении
полупроводниковых детекторов
Материал
Si
Ge
CdTe
GaAs
Средний атомный номер, Z
14
32
48-52
31-33
Плотность, г/см3
2,33
5,32
6,20
5,32
1,12
0,66
1,50
1,43
3,62
2,95
4,43
4,2
1400
3900
1100
8000
480
1900
100
400
Ширина запрещенной зоны,
эВ
Энергия образования одной
пары, эВ
Подвижность электронов,
см2/(В⋅с)
Подвижность
дырок, см2/(В⋅с)
Примечание: приведённые значения являются усреднёнными ориентировочными величинами,
которые зависят от технологии выращивания кристаллов.
4

5.

Принцип работы полупроводниковых детекторов
Схема включения ППД
Облучение
РИ
Q+
A
B
Q-
Обозначения:
U – приложенное напряжение;
L
R – сопротивление;
U
Q+ - заряд на пластине A;
Движение зарядов
Q- - заряд на пластине B.
R
Q-Qi
W+
W-
R
U
Q-Qi
5

6.

Расчетно-теоретическая оценка спектральной
чувствительности и временного разрешения детекторов
Размеры чувствительной области: диаметры – 1; 2,5;
и 10 мм, толщины – 490; 10; 20 и 34 мкм.
Расчет спектральной чувствительности
Формула
спектральной
чувствительности
полупроводниковых детекторов S(E), А⋅с⋅см2/квант [1]: