Технология • 05 Ақпан, 2023

Радиацияға төзімді фотодиод

347 рет
көрсетілді
3 мин
оқу үшін

Виктор Брус бастаған физиктер тобы өнімділігі жоғары және радиацияға төзімді жаңа фото­диод жасап шықты. Қазақ топырағында жасалған зерттеу нәтижелері туралы мақала халықаралық Advanced Optical Materials журналына жарияланды. Тіпті сүйінші хабар беделді басылымның мұқабасынан басталған. Біле білсек, бұл – үлкен жетістік, зор мақтаныш.

Радиацияға төзімді фотодиод

Әдетте, бірегей қасиеттері бар әртүрлі жартылай өткізгіш материал­дарды біріктіру гетероидты диодтардың анықтау қабілеті мен жауап беру уақытының төмендеуіне әкеледі. Алайда Nazarbayev University ғалымдары өнім­­­ділік қасиеттерін сақтай отырып және тіпті жақсарта отырып, гете­роид­­­ты фотодиодқа қосымша мүмкін­дік­терді қосқан. Үлгі титан нитриді (TiN) қабатынан және мырыш кадмий теллуридінің (CdZnTe) қатты ерітін­дісінен тұрады. Бұл комбинация ғарыштық немесе радиоактивті ластан­ған аумақтар сияқты төтенше орталарда иондаушы сәулеленудің зиянды әсерлері астында ұзақ және сенімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

– Біздің басты үлесіміз жаңа гетероидты фотодиод­тардағы сәулеле­нуге төзімділігімен танымал опто­электрондық материалдардың комбинациясында жатыр. Алынған үлгі титан нитридінің мөлдір жұқа қабатынан және кадмий-мырыш теллуридінің қатты белсенді қабатынан тұрады. Бұл комбинация, ең алдымен, фотодиодтың өте жоғары өнімділігіне қол жеткі­зуге мүмкіндік берді. Атап айтқанда, олар жауап беру уақыты мен детектілеу мүмкіндігі бойынша басқа күрделі жартылай өткізгіш аналогтерінен асып түседі. Бірақ ең бастысы, біз кремний негізіндегі аналогтермен салыстырғанда магнитуданың үш ретіне немесе 1000 есе жоғары радиациялық тұрақтылыққа қол жеткіздік, – дейді университеттің ассистент профессоры Виктор Брус.

Ұсынылған гетероидты фотодиод­тардың қосымша қасиеті – олардың сәулеленуге төзімділігінің жоғарылауы. Аталған қосымша қасиет университетте жұмыс істейтін INURA импульстік жоғары токты ионды үдеткіштің көмегімен тәжірибе жүзінде тексерілген. Акселератор 2019 жылы Білім және ғылым министрлігінің қолдауымен Nazarbayev University және Лоуренс Беркли ұлттық зертханасында бесжылдық ғылыми-технологиялық бағдар­лама аясында іске қосылды. Импульстік иондық үдеткіш ұзақтығы өте қысқа және жоғары қуатты иондық сәулені жасайды.

– INURA үдеткішінде әртүрлі қолданбаларға арналған материалдар­ды өзгерту үшін эксперименттер жүргіземіз. Профессор Виктор Брус тобымен жұмысымыздың бір бөлігі ретінде біз ғарыштағы жағдайға ұқсас жағдайлар жасау үшін үдеткішті өзгерттік. Нәтижесінде, жаңа әзірленген фотодиод­тар сынақтан сәтті өтті. Осы­лайша, қазір біздің үдет­кішімізде материалдардың радиацияға төзімділігін тексеру мүмкіндігі бар. Оның маңызды ерекшелігін атап өткім келеді: үдеткіштің жалпы қуат тұтынуы шамамен 10 киловатты құрайды, бірақ наносекундтық сәуленің импульстік қуаты шаршы сантиметрге 100 мегаваттан асады, – дейді университеттің постдокторанты Марат Қайқанов.

Ғалымдар жаңа жартылай өткізгіш материалдар мен құрылымдардың әртүрлі түрлерін пайдалана отырып, келесі ұрпақтың радиацияға төзімді оптоэлектронды және фото­электр­лік құрылғыларын жасау үшін гете­роидациялық фотодиод тұжырым­дамасын жетілдіру жұмысын жалғас­тырады.