4. Детектори з поверхнево-інтегрованими фоточутливими структурами

Унікальне сполучення в одному матеріалі напівпровідникових і сцинтиляційних властивостей дозволяє виготовити фотоприй- мач-гетероструктуру твердофазного заміщення безпосередньо на основі подібних сполук А^ПВ^УІ [26—28]. Основною проблемою при реалізації такої інтегральної конструкції є створення на поверхні кристала фоточутливого шару зі спектральною чутливістю, макси­мально наближеною до спектра люмінесценції сцинтилятору.

Сполучення в кристалах ХС властивостей високоефективних сцинтиляторів і напівпровідникових матеріалів дозволяє створю­вати інтегральні детектори (ІД) випромінювань із фотоприймача- ми-гетероструктурами, створеними на поверхні об’ємного криста­ла ХС.

Для одержання ІД використовувався метод епітаксіального рос­ту, що включає транспортні реакції й повторну сублімацію у від­критій системі у відбудовній атмосфері, шляхом послідовного на­рощування шарів ZnTe й СсЙе на сцинтиляційний кристал ZnSe, легований Те, Ссі або О.

Схематичну діаграму ІД іонізуючого випромінювання, описану вище, подано на рис. 6.41.

Слід зазначити, що завдяки своїй будові ІД мають не тільки підвищену механічну міцність, але й дуже високу радіаційну

Рис. 6.41. Схематична діаграма структури ІД іонізуючого випромінювання ХС/pZnTe-rtCd.Se: 1 — сцинтилятор Еп8е(Сс1, Те); 2 — ^пТе-иСйБе фотоприймач; 3 — реєструюча система

стійкість, що обумовлено відсутністю оптичних контактів і більш високою PC AⁿB^VI сполук порівняно з Si-фотодіодами.

Таким чином, можна зробити висновок, що за своїми вихідними і функціональними характеристиками інтегральні детектори мо­жуть успішно конкурувати з детекторами типу « сцинти ля тор-S і - фотодіод» у радіаційно-чутливих апаратурах.

Сонячне УФ-випромінювання є одним з найпотужніших факто­рів, що впливають на здоров’я людини, тому проблема створення сучасних приладів для контролю параметрів УФ-випромінювання є надзвичайно актуальною.

Міжнародна Комісія з випромінювання (СІЕ) визначила, вихо­дячи з фотобіологічної точки зору, такі області ультрафіолетового сонячного випромінювання: від 315 до 400 нм (УФА); від 280 до 315 нм (УФВ) і від 100 до 280 в:м (УФС). Випромінювання в області УФВ сонячного спектра частково поглинається шаром стратосфер­ного озону, тоді як область УФС поглинається цим шаром повніс­тю. Через свою здатність руйнувати ДНК й інші макромолекули фотохімічно область УФВ асоціюється з раком шкіри. Це випро­мінювання обумовлює катаракту, впливає на імунну систему лю­дей і тварин, викликає ракові захворювання шкіри й може ушкод­жувати або навіть знищувати деякі різновиди рослин.

Однією з областей застосування кристалів ZnSe може бути їхня участь у детектуванні ультрафіолетового випромінювання. Кри­стали ZnSe можуть використовуватися як компоненти фоточутли­вих в області УФ-діапазону структур «напівпровідник — метал» з бар’єром Шотткі [27, 28].

В якості підкладок використовувалися леговані кристали ZnSe(Ccl,Te), що мають підвищену об’ємну однорідність властиво­стей. Напівпрозорі бар’єрні контакти виготовлялися з нікелю й ха­рактеризувалися високим й однорідним пропусканням в УФ-діа- пазоні. На протилежній стороні підкладки наносилися омічні індієві контакти. Ефективна площа фотоприймачів становила р

1. 01—ОД см . Слід зазначити дуже високу радіаційну стійкість матеріалу підкладки, що практично не змінює своїх властивостей при дозах у-опромінення до 10⁸ рад.

На основі структур nZnSe(Cd. Te)/Ni разом з виконаними з оп­тичного скла фільтрами були виготовлені селективні фотодетекто- ри для УФА- й УФВ-діапазонів, які були використані під час роз­робки компактних побутових й професійних приладів. Спектр чутливості фотодетектора наведено на рис. 6.42.

Рис. 6.42. Спектр чутливості фотоприймачів на основі 7п8е(С<1,Те)/№: 1 — із вхідним вікном із сапфіра; 2 — без додаткового вхідного вікна; З — з фільтрами для УФВ-області; 4-а фільтрами для УФА-області