Отчет о научно-исследовательской работе "РАЗРАБОТКА СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИХ И КООРДИНАТНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДЕТЕКТОРОВ ЧАСТИЦ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ ЯДЕРНОЙ И УСКОРИТЕЛЬНОЙ ФИЗИКИ" промежуточный этап 1

Объектом исследования являются детекторы на основе высокочистых эпитаксиальных слоев VPE GaAs и перспективных широкозонных материалах.Цель работы – разработка конструкций полупроводниковых детекторов ядерных излучений с повышенными эксплуатационными характеристиками для использования в экспериментах ядерной и ускорительной физики.Цель настоящего этапа – проведение литературного обзора в области современных полупроводниковых детекторов для экспериментов ядерной и ускорительной физики; разработка конструкций и изготовление экспериментальных образцов VPE GaAs детекторов ядерных излучений площадью не менее 80 мм2, изучение их электрических и эксплуатационных характеристик. Дополнительной задачей проекта является разработка и тестирование ядерных детекторов на основе новых полупроводниковых материалов.В процессе работы проводился сравнительный анализ конструкций современных полупроводниковых детекторов, расчет конструкций и моделирование характеристик детекторов на основе GaAs, разработка экспериментальных образцов детекторов на основе VPE GaAs и исследование их характеристик.Результатами исследования стали:- литературный обзор в области современных полупроводниковых детекторов для экспериментов ядерной и ускорительной физики;- расчет толщины активной области спектрометрических детекторов на основе HP VPE GaAs, работающих в диапазоне энергий заряженных частиц до 2.5 МэВ/нуклон;- расчеты оптимальной толщины «входного окна» спектрометрических детекторов на HP VPE GaAs;- расчеты оптимальной конструкции конвертера и конструкции поверхностно-барьерного HP VPE GaAs сенсора для детектора быстрых нейтронов;- конструкция и технологический маршрут изготовления экспериментальных образцов детекторов на основе HP VPE GaAs площадью не менее 80 мм2;- экспериментальные образцы спектрометрических детекторов с барьером Шоттки на основе VPE GaAs площадью 80 мм2 в количестве 5 шт.;- экспериментальные образцы VPE GaAs детекторов быстрых нейтронов с полиэтиленовым конвертером площадью 80 мм2 в количестве 5 шт.;- измерения электрофизических характеристик VPE GaAs детекторов;- измерения эксплуатационных характеристик VPE GaAs детекторов;- конструкция β-дозиметра на основе HEMT (High Electron Mobility Transistor) c нормально закрытым каналом;- результаты исследований системы металлизации Mo/Al/Mo/Au в качестве омического контакта к гетероструктуре нл.-AlGaN/GaN для β-дозиметра на основе HEMT, выбор оптимального соотношения толщин слоев системы металлизации Mo(10 нм)/Al(60 нм)/Mo(50 нм)/Au(50 нм);- результаты исследование влияния отжига на электрофизические параметры барьеров Шоттки на основе систем металлизации Ni/Au, Mo/Au, Ni/Mo/Au к гетероструктуре Al0,27Ga0,73N/GaN с целью выбора оптимальной конструкции затвора β-дозиметра на основе HEMT;- конструкция детектора тепловых нейтронов на основе ZnSiAs2(Mn) и результаты исследований фазовых равновесий в системе ZnSiAs2-MnAs с использованием рентгеновской дифракции, дифференциального термического анализа и сканирующей электронной микроскопии.