Кремниевые детекторы
Варшавские полупроводниковые устройства для обнаружения альфа-частиц (а также бета-частиц и протонов) являются полностью собственным решением инженерной группы ITE, защищенным патентами. Инструменты уже получили признание во всем мире. Они работают в важнейших центрах ядерных исследований, в т.ч. в GSI в Дармштадте и в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. Среди прочего, они помогли в открытии тяжелых атомных ядер, в том числе изотопа 283 элемента 112 (Copernicium, Cn) в Дубне и изотопов 270, 271 и 277 элемента 108 (has, Hs) в Дармштадте. В 2009 году благодаря им в Дармштадте в одном эксперименте было зарегистрировано рекордное количество тринадцати ядер изотопов 288 и 289 элемента 114 (флеровий).
Приборы сыграли важную роль в экспериментальной проверке теории острова стабильности. Результаты экспериментов, полученные с использованием детекторов ИТЭ (Институт электронной технологии), являются предметом дюжины или около того широко цитируемых публикаций в известных научных журналах, включая Nature. Исследования, описанные в этих публикациях, повлияли на решение Международного союза теоретической и прикладной химии и Международного союза теоретической и прикладной физики признать существующими и включить элементы 112 и 114 в периодическую таблицу.
Детекторы альфа-частиц изготавливаются в ИТЭ на кремниевых пластинах с соответствующим образом подготовленными диффузионными зонами. Когда ядерная частица проходит через детектор, она создает электронно-дырочные пары в полупроводниковом материале, что приводит к протеканию тока. Последние детекторы от ITE двусторонние: у них есть две параллельные поверхности обнаружения, каждая из которых покрыта 16 полупроводниковыми полосами. Поверхности закручены под прямым углом друг к другу, что означает, что полосы обнаружения на обеих поверхностях перпендикулярны друг другу. Измеряя сигналы от полос на обеих поверхностях, можно точно определить, на пересечении каких полос прошла частица.
«В отличие от большинства полупроводниковых приборов, наши детекторы характеризуются очень большой площадью pn-перехода, большой электрически активной площадью и высокой устойчивостью к излучению. Создание таких устройств при обеспечении достаточно высоких рабочих параметров потребовало решения множества необычных технических задач, — говорит магистр наук. Мацей Венгжецкий, руководитель группы разработки кремниевых детекторов в ITE.
В настоящее время 16-полосные кремниевые детекторы с ИТЭ используются в эксперименте, проводимом с сепаратором ионов TASCA (TransActinide Separator and Chemistry Apparatus) в Институте исследований тяжелых ионов в Дармштадте. Цель эксперимента — открыть физические и химические свойства элементов с атомным номером больше 104 и впервые получить ядра элемента с атомным номером 120.
Детекторы на месте были установлены в блоке детекторов фокальной плоскости (FPDB), работающем в ионном сепараторе TASCA. Для выравнивания стенок устройства FPDB использовали восемь двухсторонних полосовых детекторов и два односторонних восьмиполосных детектора.
Институт электронных технологий специализируется на создании перспективных полупроводниковых приборов. Первые структуры такого типа — лавинные фотодиоды — были созданы в ИТЭ в 90-х годах, а в последующие годы в сотрудничестве с Institut für Strahlenschutz, Helmholtz Zentrum München были разработаны детекторы для портативных нейтронных дозиметров, регистрирующих нейтроны в широком диапазоне энергий. и построен. По запросу и в сотрудничестве с IR TUM ITE также разработала 64-элементные хроматографические матрицы, используемые для фундаментальных исследований трансактиновых элементов. В Дармштадте эти матрицы позволили зарегистрировать полные цепочки распада тяжелых элементов, в т.ч. пароль.
Институт электронных технологий (ITE) в Варшаве проводит исследования в области электроники и физики твердого тела, а также разрабатывает, внедряет и распространяет современные микро- и нанотехнологии в фотонике, а также микро- и наноэлектронике. Институт занимается оптоэлектронными детекторами и источниками излучения, современными полупроводниковыми лазерами, измерительными микро- и нанозондами, детекторами ядерного излучения, микросистемами и датчиками междисциплинарного применения, а также специализированными интегральными схемами и системами ASIC. В целях облегчения доступа промышленных и научных подразделений к технологическому, строительному и измерительному потенциалу в институте созданы Центр нанофотоники, Центр наносистем и микроэлектронных технологий и Лаборатория многослойных и керамических технологий.
Детекторы кремниевых альфа-частиц были разработаны и изготовлены в Институте электронной технологии (ITE) в Варшаве в сотрудничестве с мюнхенским Институтом радиохимии? Технический университет Мюнхена (IR TUM).
Источник: Институт электронных технологий.
