Detailansicht
Characterization of CdZnTe detectors
Constanze Leeb
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Johann Zmeskal
DOI
10.25365/thesis.70173
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-11174.56060.288387-0
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Cadmium-Zink-Tellurid (CdZnTe) Detektoren bestehen aus Halbleitermaterialien und sind über einen breiten Energiebereich sensitiv auf Röntgen- und Gammastrahlung. Sie kommen in der Hadronen- und Astrophysik zum Einsatz, finden jedoch auch Anwendungsbereiche in der Medizin. Sie sind für dieses Feld besonders attraktiv, da sie auch bei Raumtemperatur einsetzbar sind ohne gekühlt werden zu müssen. Hierfür ist ihre Bandlücke verantwortlich, die mit 1.5 - 1.6 eV deutlich größer ist als jene von Silizium oder Germanium, andere Halbleitermaterialien die häufig zum Einsatz kommen. Zusätzlich sind die hohen Ordnungszahlen des Materials ein Vorteil, da sie zu einer höheren Detektionsrate führen.
Auf Grund dieser Eigenschaften wurde das HORIZON 2020 Projekt ASTRA gestartet, welches sich mit der Entwicklung von CdZnTe-Detektoren und der nötigen Elektronik zum Auslesen der Signale beschäftigt. Zwei Detektoren wurden am Stefan Meyer Institut für Subatomare Physik getested und charakterisiert. Beide Detektoren bestehen aus einer Kathode, einer Anode und einem Guardring. Sie unterscheiden sich in der Fläche die der Guardring einnimmt und ihrer Dicke. Die Testungen beinhalteten das Untersuchen von Strom-Spannungskennlinien und die Verwendung von zwei verschiedenen Vorverstärkern. Die Kathode und die Anode wurden gebiased. Zusätzlich wurde der Guardring für manche Messungen auch gebiased. Eine Energiekalibrierung und Messungen mit verschiedensten Materialfolien waren ebenso Teil der Charakterisierung. Manche dieser Messungen wurden zusätzlich mit einem industriell hergestellten Detektor durchgeführt, um die Resultate vergleichen zu können. Dafür wurde der RITEC CZT/500 verwendet. Die Messungen werden in der folgenden Arbeit präsentiert und diskutiert.
Abstract
(Englisch)
Cadmium-Zinc-Telluride (CdZnTe) detectors are semiconductor-based radiation detectors. They are sensitive to X-ray and gamma-ray events within a broad energy range. Applications of interest not only include hadron- or astrophysics, but further medicine, as they are operable at room temperature without the need for cooling. This is due to their large band gap of 1.5 - 1.6 eV, in comparison to Silicium or Germanium, which have smaller band gaps and are often used for detection. In addition, the higher atomic numbers of CdZnTe result in a higher detection efficiency.
Due to these desirable aspects, the HORIZON 2020 project ASTRA was launched, focusing on developing CdZnTe detectors and customized read-out electronics. Two detectors have been tested and characterized at the Stefan Meyer Institute for Subatomic Physics. They each consist of a cathode, an anode and a guard ring, but differ in their thickness and the guard ring area. Testing included investigation of the current-voltage relationship and the usage of different pre-amplifiers. Both the cathode and the anode were biased. In addition, the guard ring of the detectors was biased for some measurements as well. An energy calibration and measurements with various foils were performed. Some of the mentioned measurements were also performed with an industry-manufactured detector for comparison. For this, the Ritec CZT/500 was used. These measurements are presented and discussed in this thesis.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Cadmium-Zinc-Telluride detectors semiconductor-based X-ray and gamma-ray radiation characterization measurements
Schlagwörter
(Deutsch)
Cadmium-Zink-Tellurid Detektoren Halbleitermaterial Röntgen- und Gammastrahlung Charakterisierungsmessungen
Autor*innen
Constanze Leeb
Haupttitel (Englisch)
Characterization of CdZnTe detectors
Paralleltitel (Deutsch)
Charakterisierung von CdZnTe Detektoren
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
vi, 71 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Johann Zmeskal
AC Nummer
AC16463793
Utheses ID
60081
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |