Influ??ncia de defeitos e da qualidade superficial no desempenho do cristal de iodeto de merc??rio aplicado como detector de radia????o

• Autor(a) principal: MARTINS, JOAO F.T.
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/25669
• topic: crystallography; crystal structure; crystal defects; quality control; gamma radiation; x radiation; radiation detectors; hgi2 semiconductor detectors

Os compostos semicondutores com alto n??mero at??mico e energia de banda proibida larga v??m sendo pesquisados como detectores de radia????o X e gama, com alta resolu????o energ??tica, operando ?? temperatura ambiente. O denominador comum dos materiais semicondutores, que operam ?? temperatura ambiente, ?? a dificuldade em crescer cristais com pureza qu??mica elevada e boa estequiometria. O desenvolvimento deste tipo de detectores semicondutores de radia????o ?? ainda um desafio tecnol??gico e tem deparado com muitos fatores limitantes, tais como: material de partida com qualidade compat??vel para o uso no crescimento de cristal, baixa estabilidade do detector ao longo do tempo, oxida????o superficial e outras dificuldades relatadas na literatura, que limitam o seu uso. Neste trabalho, estabeleceu-se a metodologia de transporte f??sico de vapor (PVT) para a purifica????o e crescimento do cristal semicondutor de Iodeto de Merc??rio (HgI2). Cristais de HgI2 com orienta????o cristalina, estequiometria e morfologia da superf??cie adequadas foram obtidos por essa t??cnica. Uma redu????o n??tida de impurezas ap??s a purifica????o pode ser observada e o n??vel de impureza presente nos cristais n??o interferiu nas suas estruturas cristalinas. Uma boa morfologia com uniformidade nas camadas da superf??cie foi encontrada nos cristais, indicando uma boa orienta????o na estrutura cristalina. Um estudo in??dito foi realizado no Laborat??rio da University of Freiburg, sob a coordena????o do Prof. Michael Fiederle, com o intuito de aumentar a estabilidade do detector de HgI2 ao longo do tempo. A aplica????o de diferentes tipos de resina polim??rica para encapsulamento dos detectores HgI2 foi realizada e estudada, no intuito de proteger o cristal de HgI2 das rea????es com os gases atmosf??ricos e isolar eletricamente a superf??cie dos cristais. Quatro resinas polim??ricas foram analisadas, cujas composi????es s??o: Resina n 1: 50% - 100% de heptano, 10% - 25% metilcicloexano, <1% de ciclo-hexano; Resina n2: 25% - 50% de etanol, 25% - 50% de acetona, <2,5% de acetato de etilo; Resina n3: 50% - 100% de acetato de metilo, 5% - 10% de n-butilo e Resina 4: 50% - 100% de etil-2- cianoacrilato. A influ??ncia dos tipos de resina polim??rica utilizada na espectroscopia de desempenho do detector semicondutor HgI2 ??, claramente, demonstrada. O melhor resultado foi encontrado para o detector encapsulado com resina n3. Um aumento de at?? 26 vezes no tempo de estabilidade, como detector de radia????o, foi observado para os detectores encapsulados com resina em compara????o com o detector n??o encapsulado, exposto ?? atmosfera.