Вплив вмісту сірки на сцинтиляційні властивості змішаних кристалів ZnSxSe1-x

  • O. Г. Трубаєва Інститут сцинтилляційних матеріалів НАН України, Харків, Україна
  • M. A. Чайка Інститут фізики ПАН, Варшава, Польща
  • O. В. Зеленська Інститут сцинтилляційних матеріалів НАН України, Харків, Україна
  • А. І. Лалаянц Інститут сцинтилляційних матеріалів НАН України, Харків, Україна
  • С. М. Галкін Інститут сцинтилляційних матеріалів НАН України, Харків, Україна
Ключові слова: змішані кристали, ZnSxSe1-x, детектор випромінювання, сцинтилятор, рентгенолюмінесценція

Анотація

Сцинтилятори на основі ZnSxSe1–x є перспективними люмінесцентними матеріалами для рентгенівських і гамма-детекторів. У роботі досліджено вплив вмісту сірки на основні властивості об'ємних кристалів ZnSxSe1–x, вирощених методом Бріджмена - Стокбаргера, з різним умістом компонентів (х = 0,07—0,39) і встановлено, що інтенсивність спектрів рентгенолюмінесценції максимальна при х = 0,22. Також показано, що порівняно з комерційними кристалами ZnSe(Te) і ZnSe(Al) змішані кристали ZnSxSe1–x мають вищий світловихід і кращу термічну стабільність.

Посилання

Ryzhikov V., Galchinetski L., Galkin S., Danshin E., Kvitnitskaya V., Silin, V., Chernikov V. Combined detectors based on ZnSe(Te), CsI(Tl) and Si-PIN-PD for separate detection of alpha, beta and gamma radiation. IEEE Transactions on Nuclear Science, 2000, vol. 47, iss. 6, pp. 1979-1981. https://doi.org/10.1109/23.903832

Focsha A.I., Gashin P.A., Ryzhikov V.D., Starzhinskiy N.G. Preparation and properties of an integrated system «photosensitive heterostructure-semiconductor scintillator» on the basis of compound АIIBVI. International Journal of Inorganic Materials, 2001, vol. 21, iss. 8, pp. 1223-1225.https://doi.org/10.1016/S1466-6049(01)00134-9

Emam-Ismail M., El-Hagary M., Ramadan E., Matar A., El-Taher A. Influence of g-irradiation on optical parameters of electron beam evaporated ZnSe1–xTex nanocrystalline thin films. Radiation Effects and Defects in Solids, 2014, vol. 169, iss. 1, pp. 61-72. https://doi.org/10.1080/10420150.2013.811505

Gavrishchuk E. M. The polycrystalline zinc selenide for infrared optics. Inorganic Materials, 2003, vol. 39, iss. 9, pp. 1031-1049, https://doi.org/10.1023/A:1025529017192

Atroshenko L.V., Galchinetskii L.P., Galkin S.N., Silin V.I., Shevtsov N.I. Distribution of tellurium in melt-grown ZnSe(Te) crystals. Journal of Crystal Growth, 1999, vol. 197, iss. 3, pp. 471-474. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(98)00963-4

Starzhinskiy N.G., Grinyov B.V., Galchinetskii L.P., Ryzhikov V.D. Stsintillyаtory na osnove soedinenii AIIBVI. Poluchenie, svoistva i osobennosti primeneniyа [The scintillators based compounds AIIBVI. Preparation, properties and features of the application]. Kharkov, Institute for Single Crystals, 2007, 296 p. (Rus)

Hussein R. H., Pagés O., Doyen-Schuler S., Dicko H., Postnikov A. V., Firszt F., Gorochov O. Percolation-type multi-phonon pattern of Zn(Se,S): Backward/forward Raman scattering and ab initio calculations. Journal of Alloys and Compounds, 2015, vol. 644, pp. 704-720. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.04.078

Fujita S., Mimoto H., Takebe H., Noguchi T. Growth of cubic ZnS, ZnSe and ZnSxSe1–x single crystals by iodine transport. Journal of Crystal Growth, 1979, vol. 47, iss. 3, pp. 326-334. https://doi.org/10.1016/0022-0248(79)90195-7

Hajj Hussein R., Pagès O., Firszt F., Marasek A., Paszkowicz W., Maillard A., Broch L. Near-forward Raman study of a phonon-polariton reinforcement regime in the Zn(Se,S) alloy. Journal of Applied Physics, 2014, vol. 116, no. 8, pp. 083511. https://doi.org/10.1063/1.4893322

Hussein R. H., Pagès O., Polian A., Postnikov A. V., Dicko H., Firszt F., Fertey P. Pressure-induced phonon freezing in the ZnSeS II–VI mixed crystal: phonon–polaritons and ab initio calculations. Journal of Physics: Condensed Matter, 2016, vol. 28, no. 20, pp. 205401. http://stacks.iop.org/0953-8984/28/i=20/a=205401

Trukhanova E. L., Levchenko V. I., Postnova L. I. Crystal growth of ZnSe1–xSx solid solutions at the lowest possible vapor pressure. Inorganic Materials, 2014, vol. 50, no. 1, pp. 10-12, https://doi.org/10.1134/S0020168514010191

Catano A., Kun Z. K. Growth and characterization of ZnSe and homogeneous ZnSxSe1–x crystals. Journal of Crystal Growth, 1976, vol. 33, iss. 2, pp. 324-330. https://doi.org/10.1016/0022-0248(76)90059-2

GOST 17038.2-79 Scintillation detectors of ionizing radiation. The method of measuring the light output of the detector at the peak of total absorption. (Rus)

Larach S., Shrader R.E., Stocker C.F. Anomalous variation of band gap with composition in zinc sulfo-and seleno-tellurides. Physics Review, 1957, vol. 108, iss. 3, pp. 587-593. https://doi.org/10.1103/PhysRev.108.587

Shirakawa Y., Kukimoto H. The electron trap associated with an anion vacancy in ZnSe and ZnSxSe1-x. Solid State Compounds, 1980, vol. 34, iss. 5, pp. 359—361. https://doi.org/10.1016/0038-1098(80)90575-X

Watkins G.D. Radiation Effects in Semiconductors. Gordon&Breach, New York, 1971, pp. 301—308.

Ryzhikov V. D., Starzhinskiy N. G., Galchinetskii L. P., Silin V. I., Tamulaitis G., Lisetskaya E. K. The role of oxygen in formation of radiative recombination centers in ZnSe1-xTex crystals. International Journal of Inorganic Materials, 2001, vol. 3, iss. 8, pp. 1227-1229. https://doi.org/10.1016/S1466-6049(01)00138-6

Berchenko N. N. et al. [Semiconductor solid solutions and their application: Reference tables]. Moskow, Military Publishing, 1982, 208 p. (Rus)

Gurvich A. M. [Introduction to the physical chemistry of crystal phosphorl]. Moskow, Graduate School, 1971, 336 p. (Rus)

Kilgus, Kotthaus R., Lange E. Prospect of CsI(Tl)-photodiode detectors for low-level spectroscopy. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 1990, vol. 297, iss. 3, pp. 425-440. https://doi.org/10.1016/0168-9002(90)91325-6

Pamplin B. R. Crystal growth. Kristall und Technik (Crystal Research and Technology). 1975, vol. 10, iss. 7, pp. 707-794. https://doi.org/10.1002/crat.19750100725

Опубліковано
2018-02-27
Як цитувати
ТрубаєваO. Г., ЧайкаM. A., ЗеленськаO. В., Лалаянц, А. І., & Галкін, С. М. (2018). Вплив вмісту сірки на сцинтиляційні властивості змішаних кристалів ZnSxSe1-x. Технологія та конструювання в електронній апаратурі, (1), 36-42. https://doi.org/10.15222/TKEA2018.1.36