Змішані кристали ZnSxSe1–x як можливі матеріали для детекторів альфа та рентгенівського випромінювання

O. G. Trubaieva; M. A. Chaika; O. V. Zelenskaya

doi:10.15407/ujpe63.6.546

Змішані кристали ZnSxSe1–x як можливі матеріали для детекторів альфа та рентгенівського випромінювання

Автор(и)

O. G. Trubaieva Institute for Scintillation Materials, Nat. Acad. Sci. of Ukraine
M. A. Chaika Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk
O. V. Zelenskaya Institute for Scintillation Materials, Nat. Acad. Sci. of Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe63.6.546

Ключові слова:

сцинтилятор, змiшанi кристали, ZnSxSe1−x, альфа-детектор, рентгенолюмiнесценцiя

Анотація

Вивчено можливiсть використання матерiалу ZnSxSe1−x як детектора для рентгенiвського та альфа випромiнювання. Дослiджено вплив вмiсту сiрки на властивостi об’ємних кристалiв ZnSxSe1−x. Об’ємнi кристали ZnSxSe1−x були вирощенi методом Бриджмена–Стокбаргера. Отримано шiсть сполук з рiзним вмiстом компонентiв: ZnS0,07Se0,93, ZnS0,15Se0,85, ZnS0,22Se0,78, ZnS0,28Se0,72, ZnS0,32Se0,68, ZnS0,39Se0,61. Було виявлено, що iнтенсивнiсть спектрiв рентгенолюмiнесценцiї кристалiв ZnSxSe1−x
зростає зi збiльшенням вмiсту сiрки i досягає максимуму для складу ZnS0,22Se0,78. Свiтловихiд змiшаних кристалiв ZnSxSe1−x вище, нiж у комерцiйних кристалiв ZnSe(Te) i ZnSe(Al). Показанi переваги змiшаних кристалiв на основi ZnSxSe1−x в порiвняннi з кристалами ZnSe(Te) i ZnSe(Al).

Посилання

<ol>
<li>L.V. Atroshenko, L.P. Galchinetskii, S.N. Galkin et al. Distribution of tellurium in melt-grown ZnSe(Te) crystals. J. Cryst. Growth 197, 471 (1999).
<a href="https://doi.org/10.1016/S0022-0248(98)00963-4">https://doi.org/10.1016/S0022-0248(98)00963-4</a>
</li>
<li>N.G. Starzhinskiy, B.V. Grinyov, L.P. Galchinetskii et al. The AIIBVI-Based Scintillators. Preparation. Properties and Features of Their Application (Institute for Single Crystals, 2007) (in Russian).
</li>
<li>A. Wagner, W.P. Tan, K. Chalut et al. Energy resolution and energy–light response of CsI(Tl) scintillators for charged particle detection. J. Cryst. Growth 456, 290 (2001).
<a href="https://doi.org/10.1016/S0168-9002(00)00542-8">https://doi.org/10.1016/S0168-9002(00)00542-8</a>
</li>
<li>S. Usuda. Development of ZnS(Ag)/NE102A and ZnS(Ag)/Stilbene phoswich detectors for simultaneous a and B(y) counting. J. Nucl. Sci. Tech. 299, 927 (1992).
<a href="https://doi.org/10.1080/18811248.1992.9731613">https://doi.org/10.1080/18811248.1992.9731613</a>
</li>
<li>T. Homann, U. Hotje, M. Binnewies et al. Composition-dependent band gap in ZnSxSe1?x: A combined experimental and theoretical study. Solid State Sci. 81, 44 (2006).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2005.08.015">https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2005.08.015</a>
</li>
<li>A.I. Focsha, P.A. Gashin, V.D. Ryzhikov et al. Preparation and properties of an integrated system "photosensitive heterostructure–semiconductor scintillator" on the basis of compounds AIIBVI. Int. J. Inorg. Mater. 38, 1223 (2001).
<a href="https://doi.org/10.1016/S1466-6049(01)00134-9">https://doi.org/10.1016/S1466-6049(01)00134-9</a>
</li>
<li>M. Emam-Ismail, M. El-Hagary, E. Ramadan et al. Influence of y-irradiation on optical parameters of electron beam evaporated ZnSe1?xTex nanocrystalline thin films. Radiat. Eff. Defect. Sol. 169, 61 (2014).
<a href="https://doi.org/10.1080/10420150.2013.811505">https://doi.org/10.1080/10420150.2013.811505</a>
</li>
<li>R. H. Hussein, O. Pags, S. Doyen-Schuler et al. Percolation-type multi-phonon pattern of Zn(Se,S): Backward/forward Raman scattering and ab initio calculations. J. Cryst. Growth 644, 704 (2015).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.04.078">https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.04.078</a>
</li>
<li>R. Hajj Hussein, O. Pags, F. Firszt et al. Near-forward Raman study of a phonon-polariton reinforcement regime in the Zn(Se,S) alloy. J. Appl. Phys. 116, 083511 (2014).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.4893322">https://doi.org/10.1063/1.4893322</a>
</li>
<li> R.H. Hussein, O. Pags, A. Polian et al. Pressure-induced phonon freezing in the ZnSeS II–VI mixed crystal: phonon–polaritons and ab initio calculations. J. Phys.: Condens. Matter 28, 205401 (2016).
<a href="https://doi.org/10.1088/0953-8984/28/20/205401">https://doi.org/10.1088/0953-8984/28/20/205401</a>
</li>
<li> K. Mochizuki, M. Takakusaki. Growth of in-doped ZnSxSe1?x single crystals and their photoluminescence. Phys. Status Solidi A 94, 243 (1986).
<a href="https://doi.org/10.1002/pssa.2210940129">https://doi.org/10.1002/pssa.2210940129</a>
</li>
<li> M.E. Ozsan, J. Woods. Green electroluminescence in crystals of ZnS0.6Se0.4. J. Appl. Phys. Lett. 25, 489 (1974).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.1655560">https://doi.org/10.1063/1.1655560</a>
</li>
<li> S. Larach, R.E. Shrader, C.F. Stocker. Anomalous variation of band gap with composition in zinc sulfo- and selenotellurides. Phys. Rev. 108, 587 (1957).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRev.108.587">https://doi.org/10.1103/PhysRev.108.587</a>
</li>
<li> S. Fujita. Growth of cubic ZnS, ZnSe and ZnSxSe1?x single crystals by iodine transport. J. Cryst. Growth. 33, 324 (1976).
</li>
<li> N.B. Su Ching-Hua, A. Bradley, C. Fow-Sen. Optical and morphological characteristics of zinc selenide-zinc sulfide solid solution crystals. Opt. Mater. 60, 474 (2016).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.optmat.2016.08.031">https://doi.org/10.1016/j.optmat.2016.08.031</a>
</li>
<li> E.L. Trukhanova, V.I. Levchenko, L.I. Postnova. Crystal growth of ZnSe1?xSx solid solutions at the lowest possible vapor pressure. J. Appl. Phys. 401, 083511 (2014).
</li>
<li> A. Catano, Z.K. Kun. Growth and characterization of ZnSe and homogeneous ZnSxSe1?x crystals. J. Cryst. Growth 479, 647 (1979).
</li>
<li> Y. Shirakawa, H. Kukimoto. The electron trap associated with an anion vacancy in ZnSe and ZnSxSe1?x. Solid State Commun. 34, 359 (1980).
<a href="https://doi.org/10.1016/0038-1098(80)90575-X">https://doi.org/10.1016/0038-1098(80)90575-X</a>
</li>
<li> G.D. Watkins. Radiation Effects in Semiconductors (Gordon and Breach, 1971).
</li>
<li> V.D. Ryzhikov, N.G. Starzhinskiy, L.P. Gal'chinetskii et al. The role of oxygen in formation of radiative recombination centers in ZnSe1?xTex crystals. Int. J. Inorg. Mater. 116, 083511 (2014).
</li>
<li> N.N. Berchenko, V.E. Krevs, V.G. Sredin. Semiconductor Solid Solutions and Their Application (Voenizdat, 1982) (in Russian).
</li>
<li> A.M. Gurvich. Introduction to Physical Chemistry of Crystal Phosphors (Vysshaya Shkola, 1982) (in Russian).
</li>
<li> U. Kilgus, R. Kotthaus, E. Lange. Prospects of CsI (Tl)-photodiode detectors for low-level spectroscopy. Nucl. Instrum. Methods 297, 425 (1990).
<a href="https://doi.org/10.1016/0168-9002(90)91325-6">https://doi.org/10.1016/0168-9002(90)91325-6</a>
</li>

Downloads

Опубліковано

2018-07-12

Як цитувати

Trubaieva, O. G., Chaika, M. A., & Zelenskaya, O. V. (2018). Змішані кристали ZnSxSe1–x як можливі матеріали для детекторів альфа та рентгенівського випромінювання. Український фізичний журнал, 63(6), 546. https://doi.org/10.15407/ujpe63.6.546

Завантажити посилання

Номер

Том 63 № 6 (2018)

Розділ

Структура речовини

Ліцензія

Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна

Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:

1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.

2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.

3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.

4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.

5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.

6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.