Charge transport in pixelated CdZnTe radiation detectors
Project goals
The CdZnTe semiconductor, together with CdTe, is generally considered to be the most suitable material for the preparation of uncooled X-ray and gamma radiation detectors. Recent progress in its production technology upgraded the material to the level required in the most demanding applications like pixel detectors for X-ray detection. In practice, however, problems still arise especially when deployed as high-flux photon detectors, where a high density of photogenerated carriers results in space charge formation, screening of electrical field, and reduced detector efficiency. In the proposed project, the properties of pixelated detectors, especially the dynamics of the photogenerated charge in the high photon flux regime, its trapping, the space charge formation and redistribution of the collected charge on individual pixels will be examined by means of transient current measurements. The investigated structures will be analyzed in parallel using theoretical models based on numerical 3D simulations and a detailed description of charge transport in detectors.
Keywords
semiconductorspixelatedradiationdetectorsspacechargetransientcurrentschargesharingsmall-pixel effect
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 23 (SGA0201900001)
Main participants
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
19-11920S
Alternative language
Project name in Czech
Transport náboje v pixelových detektorech záření CdZnTe
Annotation in Czech
Polovodič CdZnTe je spolu s CdTe všeobecně považován za nejvhodnější materiál pro přípravu nechlazených detektorů rentgenového a gama záření. V posledních několika letech došlo k významnému pokroku v technologii jeho výroby a materiál dosáhl kvality požadované v nejnáročnějších aplikacích. Mezi ně patří i příprava pixelových detektorů pro detekci Rentgenova záření. V praktickém použití se ale stále objevují problémy zejména při nasazení jako detektory vysokých fotonových toků, kde velká hustota fotogenerovaných nosičů vede ke vzniku prostorového náboje, stínění elektrického pole a snížení účinnosti a kvality detektoru. V navrhovaném projektu budou pomocí měření transientních proudů zkoumány vlastnosti pixelových detektorů, zejména dynamika fotogenerovaného náboje v režimu vysokých fotonových toků, jeho záchyt na pastech, vznik prostorového náboje a jeho vliv na přerozdělení sebraného náboje na jednotlivých pixelech. Zkoumané struktury budou paralelně analyzovány pomocí teoretických modelů založených na numerických 3D simulacích a detailním popisu transportu náboje v detektorech.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2019
Realization period - end
Dec 31, 2023
Project status
—
Latest support payment
Mar 31, 2021
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-GA0-GA-R
Data delivery date
Feb 22, 2022
Finance
Total approved costs
6,614 thou. CZK
Public financial support
5,804 thou. CZK
Other public sources
810 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
6 614 CZK thou.
Public support
5 804 CZK thou.
87%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Solution period
01. 01. 2019 - 31. 12. 2023