2014

Studentské projekty FÚUK 2013/2014 Měření propustnosti tenké ITO desky a kalibrace osvětlení Konzultant: Mgr. Jakub Zázvorka ([email protected])

Tenké filmy polovodičového materiálu ITO ( oxid india a cínu) mají výhodu, že jsou ve viditelném spektru průhledné a přesto vodivé. Propustnost materiálu závisí na jeho tloušťce. Cílem projektu je naměřit propustnost desky používané v zařízení na měření bezkontaktní fotovodivosti COREMA. Tenký film ITO napařený na skleněné podložce je využíván jako světelně propustná elektroda v bezkontaktním meření odporu a fotovodivosti. Pro měření fotovodivosti jsou používány světelné zdroje jak ve viditelné, tak v blízké infračervené části spektra. Proto je nutno změřit propustnost elektrody a kalibrovat výkon zdrojů tak, aby na měřený vzorek dopadal vždy konstantní počet fotonů.

Seznam odborné literatury: 1. R. Stibal, J. Windscheif, W. Jantz, Contactless evaluation of semiinsulating GaAs wafer resistivity using time-dependent charge measurements, Semicond. Sci. Technol. 6, 995 (1991). 2. P. Malý, Optika, Nakladatelství Karolinum, Praha 2008

Vliv přípravy povrchu na fotovodivost Konzultant: Mgr. Jakub Zázvorka ([email protected])

Bezkontaktní metoda COREMA nabízí způsob, jak rychle zjistit rozložení odporu polovodičových materiálů jako CdTe, GaAs používaných k výrobě detektorů rentgenového a gama záření. Detektory jsou obecně charakterizovány elekto-optickými měřeními jako je fotovodivost nebo TEES. K tomu ale musí být vzorky okontaktovány. Studie poukazují na závislost kvality detektorových materiálů na přípravě povrchu. Bezkontaktní charakterizace nabízí nové možnosti studií vlastností opracování materiálu před finalizací detektorů. Cílem projektu je stanovení závislosti bezkontaktní fotovodivosti se zdrojem světla na dvou vlnových délkách na přípravě povrchu vzorků CdTe.

Seznam odborné literatury: 1. R. Stibal, J. Windscheif, W. Jantz, Contactless evaluation of semiinsulating GaAs wafer resistivity using time-dependent charge measurements, Semicond. Sci. Technol. 6, 995 (1991). 2. D.K.Schroeder, Semiconductor Material and device characterization, John Wiley and Sons, New York, 1998, p.1-55 3. J. Crocco, H. Bensalah, Q. Zheng, F. Dierre, P. Hidalgo, J. Carrascal, O. Vela, J. Piqueras, and E. Dieguéz, Study ot the Effects of Edge Morphology on Detector Performance by Leakage Current and Cathodoluminescence, IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 50, No. 4, 2011, p. 1935-1941

Měření mikroluminiscence v semiizolačním CdTe Vedoucí: prof. Ing. Jan Franc, DrSc. ([email protected]) Luminiscence představuje jednu z nejvýznamnějších metod pro studium materiálů významných pro optoelektroniku. Dochází při ní k vybuzení atomů do excitovaných stavů a k následnému vyzáření fotonů, jež jsou detekovány spektrometrem. Ze spektrálního průběhu luminiscence pak lze získat důležité informace o stavu materiálů, poruchách limitujících účinnost optoelektronických součástek, které pak slouží jako vstupní parametry pro modelování detektorů a v nich probíhajících procesů. Vrámci studentského projektu budou provedena měření na aparatuře pro mapování fotoluminiscence při nízkých teplotách. Stávající aparatura bude doplněna o mikroskop, jež umožní fokusaci svazku a přesná měření oblastí o rozměrech několika desítek μm2.

Literatura: 1. Petr Malý, Optika, Karolinum 2008 2. Ivan Pelant, J.Valenta, Luminiscenční spektroskopie, Academia, 2006

Příprava polovodičového detektoru RTG a gama záření. Školitel: doc. Ing. Eduard Belas, CSc. ([email protected]) Práce je zaměřena na studium vlastností detektorů záření gama na bázi polovodiče (CdZn)Te. V rámci práce budou připraveny a proměřeny testovací vzorky detektorů. Cílem práce je diskutovat jednotlivé vlastnosti detektorů, které zásadním způsobem ovlivňují jejich kvalitu.

30000

59.5 keV 25000

Am-241

Counts

20000

17.8 keV

15000

10000

5000

0 0

100

200

300

400

500

600

Channals

Literatura: 1. Základy fotoniky 3, edit. B.E.A.Saleh, M.C.Teich, matfyzpress, ISBN 80 – 85863 – 05 - 7 2. Radiation Detection and Measurement, G.F.Knoll, J.Wiley&Sons,Inc., ISBN 978 – 0 – 471 – 07338 – 3

Redukce objemových defektů v CdTe/CdZnTe žíháním Konzultant: Mgr. Lukáš Šedivý ([email protected]) Polovodič Cd(Zn)Te je perspektivní materiál s velkým aplikačním potenciálem. V poslední době je využíván hlavně při konstrukci detektorů rentgenového a gamma záření pracujících za pokojové teploty, při průmyslové výrobě solárních cell, přípravě elektrooptických modulátorů a jako podložka pro epitaxní růst polovodiče Hg1-xCdxTe pro výrobu detektorů infračerveného záření. Při využití Cd(Zn)Te k prosté detekci existence záření se jedná hlavně o použití v rámci počítačové tomografie v lékařství anebo v průmyslu. Příkladem dalšího využití jsou neinvazivní metody charakterizace materiálu, monitoring radioaktivních prvků, ať již v jaderných elektrárnách, úložištích jaderného odpadu či zabezpečení jiných podobných pracovišť. Významné využití lze předpokládat i v rámci boje proti terorismu, kde by tento materiál mohl sloužit k odhalování potenciálních rizik na letištích. Fotovoltaické články založené na Cd(Zn)Te se postupně prosazují jako vhodná alternativa ke článkům založeným na křemíku. Cena jednoho wattu vyrobeného křemíkovým panelem (c-Si) je 2.48 $/W, zatímco při použití Cd(Zn)Te-technologie je to jen 1.76 $/W. V současnosti je 6% všech solárních panelů založeno na Cd(Zn)Te-technologii. Pro efektivní využití Cd(Zn)Te ve všech těchto aplikacích je nesmírně důležité, aby bylo možné připravit krystaly Cd(Zn)Te ve vysoké kvalitě. Proto je tato práce je zaměřena na výzkum dynamiky objemových defektů (inkluzí a precipitátů) polovodiči CdTe/CdZnTe. V rámci projektu budou charakterizovány objemové defekty za využití infračerveného mikroskopu. Dále bude studován vliv žíhání v definovaném tlaku kadmiových a telurových par na velikost a distribuci těchto defektů.

Literatura: 1. Termodynamika pevných látek, B. Sprušil, skripta UK Praha 1982, II. vydán 2. Semiconductor detectors, 1968, edit. G.Bertolini, A.Coche, North-Holland Publish. Company, Amsterdam 3. Fyzika a Technika Polovodičů, SNTL 1990, edit.H. Frank, ISBN 80-03-00401-2 4. Diffusion in Solids, P.G.Shewmon, McGraw-Hill Series in Mater.Sci.Engin., 5. Odborné články týkající se dané problematiky

Rozšíření stávající aparatury pro měření šířky zakázaného pásu v polovodiči CdTe/CdZnTe o laditelný laserový svazek Konzultant: Mgr. Lukáš Šedivý ([email protected]) Polovodič Cd(Zn)Te je perspektivní materiál s velkým aplikačním potenciálem. V poslední době je využíván hlavně při konstrukci detektorů rentgenového a gamma záření pracujících za pokojové teploty, při průmyslové výrobě solárních cell, přípravě elektrooptických modulátorů a jako podložka pro epitaxní růst polovodiče Hg1-xCdxTe pro výrobu detektorů infračerveného záření. Při využití Cd(Zn)Te k prosté detekci existence záření se jedná hlavně o použití v rámci počítačové tomografie v lékařství anebo v průmyslu. Příkladem dalšího využití jsou neinvazivní metody charakterizace materiálu, monitoring radioaktivních prvků, ať již v jaderných elektrárnách, úložištích jaderného odpadu či zabezpečení jiných podobných pracovišť. Významné využití lze předpokládat i v rámci boje proti terorismu, kde by tento materiál mohl sloužit k odhalování potenciálních rizik na letištích. Fotovoltaické články založené na Cd(Zn)Te se postupně prosazují jako vhodná alternativa ke článkům založeným na křemíku. Cena jednoho wattu vyrobeného křemíkovým panelem (c-Si) je 2.48 $/W, zatímco při použití Cd(Zn)Te-technologie je to jen 1.76 $/W. V současnosti je 6% všech solárních panelů založeno na Cd(Zn)Te-technologii.

Pro efektivní využití Cd(Zn)Te ve všech těchto aplikacích je nesmírně důležité porozumět statickým i dynamickým vlastnostem zakázaného pásu (tzv. gapu), který definuje elektrické i detekční chování polovodiče. V rámci tohoto projektu se student seznámí se stávající aparaturou pro měření vysokoteplotního gapu, provede některá základní měření a rozšíří aparaturu o laditelný laserový svazek. Literatura: 1. Semiconductor detectors, 1968, edit. G.Bertolini, A.Coche, North-Holland Publish. Company, Amsterdam 2. Fyzika a Technika Polovodičů, SNTL 1990, edit.H. Frank, ISBN 80-03-00401-2 3. Odborné články týkající se dané problematiky