moving-photocarrier-grating 기술을 이용한 디지털 X-선 변환물질 a-Se:As의 수송변수

Transport parameters in a-Se:As films for digital X-ray conversion material using the moving-photocarrier-grating technique

moving photocarrier grating 기술을 이용하여 디지털 X-선 변환물질 a-Se:As 필름에서 As 첨가효과에 관하여 연구하였다. 이 방법은 시료를 조사하기 위하여 주파수를 변화시킨 2개 레이저 빔의 중첩으로 얻어진 움직이는 간섭패턴을 이용한다. 시료의 수송변수는 시료에서 변조 방향으로 유도되는 grating-속도에 의존하는 전류밀도로부터 얻어진다. As 첨가에 따른 a-Se 필름의 전자와 정공 이동도 그리고 재결합 수명을 구하였다. 전자의 이동도는 결함 상태 때문에 As 첨가에 따라 감소하는 반면, 특히 a-Se 필름에 0.3% As 첨가할 때 정공 이동도와 재결합 수명이 증가하였다. MPG 기술로 얻은 As가 첨가된 a-Se 필름의 수송성질을 a-Se:As로 제작한 X-선 디텍터의 X-선 감도와 비교하였다. 실험결과 0.3% As가 첨가된 a-Se으로 제작한 X-선 디텍터가 가장 우수한 X-선 감도를 나타내었다.

The effects of As addition in amorphous selenium (a-Se) films for digital X-ray conversion material have been studied using the moving photocarrier grating (MPG) technique. This method utilizes the moving interference pattern generated by the superposition of the two frequency shifted laser beams for the illumination of the sample. This moving intensity grating induces a short circuit current, jsc in a-Se:As film. The transport parameters of the sample are extracted from the grating-velocity dependent short circuit current induced in the sample along the modulation direction. The electron and hole mobility, and recombination lifetime of a-Se films with arsenic (As) additions have been obtained. We have found an increase in hole drift mobility and recombination lifetime, especially when 0.3% As is added into a-Se film, whereas electron mobility decreases with As addition due to the defect density. The transport properties for As doped a-Se films obtained by using MPG technique have been compared with X-ray sensitivity for a-Se:As device. The fabricated a-Se(0.3% As) device film exhibited the highest X-ray sensitivity out of 5 samples.