2016

Detektory neutrónov na báze 4H-SiC čistej epitaxnej vrstvy

Pripravili sme a optimalizovali 4H-SiC detekčné štruktúry so Schottkyho kontaktom pre detekciu rýchlych a tepelných neutrónov. Typicky využívané kremíkové detektory majú krátku životnosť kvôli vysokému faktoru poškodenia neutrónmi. Preto sa skúmajú nové polovodičové materiály s vyššou odolnosťou a jedným z kandidátov je aj SiC, ktorý je okrem toho schopný pracovať aj pri teplotách niekoľko sto °C. Predpokladané využitie SiC detektora neutrónov je v blízkosti jadrových resp. fúznych reaktorov pre monitorovanie neutrónového toku. Vhodnou voľbou konverznej vrstvy môžeme meniť citlivosť pre rôzne typy neutrónov (napr. tepelné, rýchle). Našou úlohou bola optimalizácia elektrických a detekčných parametrov využitím simulačných nástrojov a následná realizácia SiC detektorov a experimentálne overenie.

Spektrálna odozva 4H-SiC detektora tepelných neutrónov s rôznou hrúbkou konverznej vrstvy (vľavo).  Odozva pre 15 MeV rýchle neutróny bez a s HDPE koverznou vrstvou (vpravo).

Zaťko, B., Šagátová, A., Sedlačková, K., Nečas, V., Dubecký, F., Solar, M., Granja, C., : Detection of fast neutrons from D-T nuclear reaction using 4H-SiC radiation detector. Inter. J. Modern Phys.: Conf. Ser. 44 (2016) 1660235.

Sedlačková, K., Šagátová, A., Zaťko, B., Nečas, V., Solar, M., Granja, C., : MCNPX simulations of the silicon carbide semiconductor detector response to fast neutrons from D-T nuclear reaction. Inter. J. Modern Phys.: Conf. Ser. 44 (2016) 1660226.

Zaťko, B., Šagátová, A., Sedlačková, K., Boháček, P., Sekáčová, M., Kohout, Z., Granja, C., Nečas, V., :Radiation detector based on 4H-SiC used for thermal neutron detection. J. Instrument. 11 (2016) C11022.

Zaťko, B., Hrubčín, L., Šagátová, A., Boháček, P., Dubecký, F., Sedláčková, K., Sekáčová, M., Arbet, J., Nečas, V., and Skuratov, V.: Particle detectors based on 4H-SiC epitaxial layer and their properties In: ASDAM 2016. Eds. Š. Haščík et al. IEEE 2016. ISBN 978-1-5090-3081-1. P. 141-144.