ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛn72-003-01

Разработка является результатом выполнения научно-исследовательской работы.

Созданиеgaasдетекторов, чувствительных к единичным заряженным частицам и квантам ионизирующего излучения, для современных и будующих цифровых диагностических систем. Детектор включает: чувствительный элемент, электронику съема и обработки информации, элементы компоновки. Разработанный оригинальный многоэлементный детектор на основеgaasимеет в интересующем диапазоне энергий в 10-20 раз выше коэффициент поглощения. Это обуславливает эффективность регистрации 100% для Еc=0,01 МэВ и около 50 % для Еc=10 МэВ. Координатное разрешение 10-15 мкм. Эффективность сбора заряда составляет 60% при соотношении сигнал/шум более 10 от воздействия единичных квантов в диапазоне энергий (0,01-10) МэВ.

Разработана конструкция и технология координатных микро полосковых детекторов размером 6 см ² с числом элементов 384, расположенных вдоль наибольшей стороны с шагом 50 мкм. Ширина единичной полоски 10 мкм. Опытные образцы детекторов прошли успешное испытание на пучке релятивистских заряженных частиц на ускорителе в Центре Европейских Ядерных Исследований (ЦЕРН, Швейцария). Достигнуто координатное разрешение 14 мкм при регистрации треков минимально ионизирующих заряженных частиц. Важным преимуществом созданных детекторов в сравнении с зарубежными аналогами являются более высокие радиационная стойкость и чувствительность. Это обусловлено принципиальной новизной разработки.

Отличительной особенностью проекта, которая обеспечит его коммерческий и технический успех заложены в уникальной технологии полуизолирующих структур на основеgaasс глубокими центрами, пригодных для регистрации ионизирующих излучений. Глубокая научная проработка этого направления позволила создать технологию получения полуизолирующегоgaasне имеющего мировых аналогов. Технология позволяет локально либо по всей площади и толщине пластины стандартного электронногоgaasуправляемо сформировать структуру с высокоомными слоями заданной конфигурации. Технология легирования позволяет в результате экранировать влияние собственных дефектов и неконтролируемых примесей, а изменение градиента концентрации компенсирующих примесей - управляемо сформировать полуизолирующие слои с различным типом проводимости и область объемного заряда между ними. Это обеспечивает контроль за распределением напряженности электрического поля в структуре и обуславливает ряд новых свойств созданного материала. Свойства такогоgaasанализируются с позиций системы с низкой электронной плотности, для которой существенным становится учет нелинейных эффектов. В таких системах отсутствует дебаевское экранирование и становятся неприменимыми общепринятые представления о носителях заряда как идеальном газе. Сильное (неэкранированное) кулоновское взаимодействие может проявляться в существовании нелинейных по плотности носителей заряда эффектов, что существенно изменяет картину транспорта в сильном электрическом поле неравновесных носителей заряда, возникающих при ионизационных потерях в детекторных структурах в сравнении с общепринятой дрейфовой моделью. Это обуславливает более высокую чувствительность.

Научной новизной является технология полученияsi-gaas, позволяющая локально либо по всей площади и толщине пластины стандартного электронногоgaasуправляемо формировать структуру с высокоомными слоями заданной конфигурации. Изготовлены опытные образцы детекторов, прошедшие испытания на ускорителях в России, Англии и Швейцарии. По оценкам иностранных коллег достигнутые чувствительность и радиационная стойкость превышают зарубежные аналоги.