GRADED-GAP Al_xGa_1−xAs IONIZING RADIATION DETECTORS ^∗
A. Šilėnas
Semiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: silenas@pfi.lt

Received 17 October 2003

Fabrication and measurements of the graded-gap Al_xGa_1−xAs ionizing radiation detectors are reviewed. Operating principles of the detectors with optical and electric response are discussed. High X-ray light internal conversation efficiency and X-ray image spatial resolution better than 15 lines/mm are obtained for detectors of square area 2 × 3 cm² with optical response. The main factor reducing the external conversation efficiency is high total internal reflection from the surface. Graded-gap electric field enables 100% generated charge collection in Al_xGa_1−xAs layer of thickness 27 μm without application of any external voltage. Due to this property, the graded-gap p-Al_xGa_1−xAs/n-GaAs structure can be used as a high-efficiency soft X-ray and single particles (²⁴¹Am alpha particles) detector operating without any bias. The new charge multiplication method, by increasing reverse current, was realized in the p⁺-Al_xGa_1−xAs/n-GaAs graded-gap structures, in which the multiplication coefficient exceeded 200.

VARIZONINIO Al_xGa_1−xAs JONIZUOJANČIOS SPINDULIUOTĖS JUTIKLIAI
A. Šilėnas
Puslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva

Pateikti varizoninių Al_xGa_1−xAs jonizuojančios spinduliuotės jutiklių tyrimai bei jutiklių su optiniu ir elektriniu atsakais veikimo mechanizmai. 2 × 3 cm² ploto jutikliuose pasiektas didelis vidinis Röntgen’o spinduliuotės pavertimo šviesa efektyvumas ir vaizdo erdvinė skyra, geresnė negu 15 linijų/mm. Pagrindinė išorinį efektyvumą mažinanti priežastis yra mažas visiško atspindžio kampas nuo jutiklio paviršiaus. Pasiektas 100% jonizuojančios spinduliuotės generuoto krūvio surinkimas 27 μm storio Al_xGa_1−xAs sluoksnyje vidiniu varizoniniu lauku, neprijungus jokios išorinės įtampos. Parodyta, kad varizoniniai p-AlxGa1−x_xGa_1−xAs/n-GaAs dariniai be išorinio postūmio gali būti naudojami pavienėms jonizuojančioms dalelėms (²⁴¹Am alfa dalelės) detektuoti. Realizuotas naujas surinkto krūvio dauginimo metodas p⁺-Al_xGa_1−xAs/n-GaAs dariniuose didinant atgalinę p⁺−n⁻ sandūros srovę. Pasiekta stiprinimo koeficiento vertė viršija du šimtus, o jutiklio srovės jautris padidėja iki 17,5 A/W ir gerokai viršija įprastinių puslaidininkinių Si ir GaAs jutiklių jautrį.