Фізико-технологічні основи одержання aiibvi сцинтиляторів, їхні властивості й особливості застосування - Автореферат

Національна Академія наук України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукРобота виконана в Інституті сцинтиляційних матеріалів НАН України Науковий консультант:доктор фізико-математичних наук, професор Борщов Вячеслав Миколайович, Науково-дослідний інститут технологічного приладобудування, заступник директора по науковій роботі доктор фізико-математичних наук, професор „Харківський політехнічний інститут”, професор кафедри теоретичної та експериментальної фізики доктор фізико-математичних наук, професор Захист відбудеться “5 ”липня 2006 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.169.01 в Інституті монокристалів НАН УкраїниНа цей час відомо дуже багато матеріалів, що випромінюють під впливом іонізуючих потоків, але тільки мала частина з таких матеріалів має властивості, що дозволяють віднести їх до сцинтиляторів. Стрімкий розвиток таких областей радіаційного приладобудування, як рентгенівська медична й технічна томографія (як і рентгенівська інтроскопія в цілому, включаючи системи контролю незаконного переміщення багажу й антитерористичної спрямованості), спектрометрія, дозиметрія потужних потоків іонізуючих випромінювань та ін., потребує сцинтиляційні матеріали, що мають комплекс відповідних оптимальних властивостей: високий світловихід, швидкодію й практично відсутнє післясвітіння через 10-20 мс; температурна й радіаційна стабільність вихідних параметрів; їхній спектр випромінювання повинен бути зміщений у "червону" область (для кращого спектрального узгодження з сучасними фотоприймачами, наприклад, фотодіодами (ФД)); не бажано, щоб вони були гігроскопічними. За своїми електрофізичними, кристалохімічними й оптичними властивостями (оптимальна ширина й форма забороненої зони, що визначає з одного боку, високоефективну реалізацію випромінювальних переходів, і, з іншого боку, можливість придушення пасток для носіїв заряду та безвипромінювальних каналів релаксації збуджених станів, а також переважно один n-тип провідності), найкращим для створення нових типів сцинтиляторів на основі сполук AIIBVI як кристал-матриця є селенід цинку. - в Інституті сцинтиляційних матеріалів НАН України відповідно з планами науково-дослідних робіт, науково-технічних тем та проектів: “Розробка портативних дозиметрів для УФ біологічно активних областей сонячного випромінювання”, шифр “Загар”, держзамовлення міністерства України у справах науки й технологій від 03.02.2000, №5; "Розробка та дослідження властивостей нового швидкого напівпровідникового сцинтилятора на основі сполук AIIBVI для швидкодіючих рентгенівських інтроскопів та томографів”, шифр "Спалах", постанова бюро ВФТПМ НАН України від 03.06.2001, №12; “Дослідження термодинаміки утворення центрів випромінювальної рекомбінації та радіаційної стійкості кристалів AIIBVI”, шифр “Нірвана”, відомче замовлення бюро ВФТПМ НАН України від 05.02.2003, №3; “Нові напівпровідникові сцинтилятори на основі халькогенідів цинку з катіонним заміщенням, їхні властивості та перспективи застосування”, шифр “Квазар”, постанова бюро ВФТПМ НАН України від 20.04.2003, №7; "Розробка й впровадження чутливих елементів для детектування й контролю рентгенівського випромінювання рентген-діагностичних апаратів”, шифр "Експонометр-Центр" за міжнародним договором Росія-Україна №197/4532 від 12 травня 2003 р.; тем НТК “Інститут монокристалів” НАН України "Оптимізація оптоелектронних та конструкційних характеристик сцинтиелектронних детекторів”, шифр "Ракурс" (2003) та “Нові люмінесцентні матеріали на основі халькогенідів цинку”, шифр “Плутон” (2002-2003); міжнародний проект INTAS # 99-01348, “A New Type of Semiconductor Scintillators: X-Ray Luminescence, Cathodoluminescence, Radiation Stability and Optoelectronic Properties of Isovalently Doped Zinc Selenide Crystals”; міжнародний проект CRDF № 2UE2-2484KH-02, “Multi-energy Radiography for Detection of Explosives and Other Illegal Objects”. Метою дисертаційної роботи була розробка фізико-технологічних основ одержання нових типів халькогенідних сцинтиляторів на основі селеніду цинку та інших сполук AIIBVI з заданими оптичними й сцинтиляційними параметрами, встановлення залежності основних функціональних властивостей ХС від умов їхнього одержання, а також розробка детекторів іонізуючих випромінювань на основі ХС.Кристали на основі розчинів типу AIIBVI-AIICVI, AIIBVI-DIIBVI й ін., вирощених методом Бриджмена-Стокбаргера, є перспективними для масового одержання й практичного використання, проте ряд факторів, таких як неоптимальний вибір типу й форми введення легуючих домішок, вплив окисних процесів, перешкоджають утворенню гомогенних твердих розчинів, які є вихідним матеріалом для вирощування обємних люмінесцентних кристалів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ