Hybridní scintilační detektor, založený na vícenásobných kvantových jámách InGaN/GaN, připravených metodou MOVPE s vrstvami scintilátoru BGO

0585344 - FZÚ 2025 RIV CZ cze J - Journal Article
Vaněk, Tomáš - Hospodková, Alice - Blažek, K. - Hulicius, Eduard
Hybridní scintilační detektor, založený na vícenásobných kvantových jámách InGaN/GaN, připravených metodou MOVPE s vrstvami scintilátoru BGO.
[A hybrid detector based on MOVPE-grown InGaN/GaN multiple quantum wells with BGO scintillator layers.]
Československý časopis pro fyziku. Roč. 74, č. 1 (2024), s. 13-17. ISSN 0009-0700
R&D Projects: GA MŠMT(CZ) LTAIN19163; GA MŠMT(CZ) EF16_019/0000760
Grant - others:OP VVV - SOLID21(XE) CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000760
Research Infrastructure: CzechNanoLab - 90110
Institutional support: RVO:68378271
Keywords : scintilátory * BGO * GaN * MOVPE * InGaN/GaN
OECD category: Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Method of publishing: Limited access
https://ccf.fzu.cz/

Scintilátor funguje jako konvertor vysokoenergetického ionizujícího záření rentgenové, gama záření nebo alfa, beta nebo protonové částice) na záření viditelné. Pro aplikaci je světlo přenášeno nějakým optickým médiem k fotodetektoru, ten jej přemění na elektrický signál. Byly připraveny a studovány scintilační struktury MOVPE InGaN/GaN MQW. Efektivní detekce vysokoenergetického ionizujícího záření (např. gama 511 keV) vyžaduje silnou aktivní oblast. Největší vzdálenost dvou sousedních QW by měla být menší než difúzní délka excitonu GaN. Realizovali jsme alternativní řešení, hybridní sendvičový InGaN/GaN MQW + BGO (Bi4Ge3O12) detektor. Skládá se z 12 scintilátorů InGaN/GaN (4 scintilátory spojené v zásobníku) a je obklopen dvěma velkoobjemovými scintilátory BGO o tloušťce 350 μm.

Scintillator works as a convertor of high-energy ionizing radiation to the radiation usually in the visible part of spectrum. For the application, the light is carried through some optical medium to the photodetector, which turns it into electrical signal. This radiation can be X-ray, gamma radiation or alpha, beta or proton particles. MOVPE InGaN/GaN MQW scintillation structures were prepared and studied. These scintillators can be also useful for medicine purposes. Efficient detection of high-energy ionizing radiation (for example gamma 511 keV) requires thick active region. The highest distance of two adjacent QWs ought to be lower than diffusion length of GaN exciton. We have realized alternative solution, a hybrid sandwich InGaN/GaN MQW + BGO (Bi4Ge3O12) detector. It is composed from 12 InGaN/GaN scintillators (4 scintillators joined in the stack) and enclosed by two BGO bulk scintillators 350 μm thick.
Permanent Link: https://hdl.handle.net/11104/0353063