• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권1호
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• pp.35-42
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• 2016

CdZnTe(CZT)는 상온에서 동작 가능한 II-VI족 기반의 화합반도체로 CT (Computed Tomography)나 맘모그라피 (mammography)용 검출기로 적용하면, 환자의 피폭선량을 저감할 수 있는 획기적인 소자재료이다. 픽셀(pixel)과 픽셀 피치(pixel pitch)에 따라 X선 변환효율과 신호 교차 (cross-talk)에 영향을 주어 영상 품질이 결정된다. 가중 퍼텐셜 (weighting potential)은 전극의 위치와 형태에 의해서 결정지어지는 가상 퍼텐셜로 Poisson's 방정식의 해를 통해서 구할 수 있다. 본 연구에서는 컴퓨터 기반의 모의실험을 통해 가상 퍼텐셜을 계산하고, 전하유도효율(CIE; charge induction efficiency)과 신호교차를 고려하여 CT용 센서에 적합한 픽셀을 결정하고자 하였다. 모의실험에서 1 mm의 픽셀피치와 2 mm 두께의 CZT를 가정하여, 다양한 픽셀과 픽셀피치를 설정 후 가중 퍼텐셜을 계산하였다. 픽셀의 크기가 $750{\mu}m$이고 픽셀간의 간격이 $250{\mu}m$일 때 최대 전하유도 효율과 최소 신호교차를 나타내었다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.111-117
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• 2002

The high quality and a nearly stoichometric growth of $Cd_{1-y} Zn_y$/Te(y＝0.04) epilayers have been successfully grown on GaAs substrate by hot wall epitaxy (HWE) by optimizing the growth condition including the preheating treatment and Cd reservoir temperature. The relationship between quality and thickness was examined and best value of FWHM from X-ray rocking curve of 121 arcsec are obtained. Also, emission peaks related to the recombination of free excitons such as the ground state and the first excited state were observed in the PL spectrum at 4.2K. The ($A^0$, X) emission related to Cd vacancy and deep level emission was not measured. These results indicated that the grown CZT/GaAs epilayer was high qualify and purity.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제54권11호
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• pp.490-492
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• 2005

A study on radiation hardening of infrared(IR) detector, the chief component of IR camera was performed. The radiation test on IR sensor passivated with the ZnS by Co$^{60}$ gamma-ray over 1 Mrads showed the reduction in Ro by 1/100 which was related to the noise level. This effect that was caused by carrier trapping in the ZnS passivation layer increased the leakage current and resulted in degradation in the device performance. For the radiation hardening of IR devices we suggested the ones with CdTe passivation layer which had a tendency to reluctant to carrier trapping in its layer and developed test patterns. Radiation test to the patterns showed that the our CdTe passivated device could survived over 1 Mrad gamma-ray dose.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제43권6호
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• pp.567-572
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• 2011

A sensitivity analysis of the methods used to evaluate the transport properties of a CdZnTe detector was performed using two different radiations (${\alpha}$ particle and gamma-ray) emitted from an $^{241}Am$ source. The mobility-lifetime products of the electron-hole pair in a planar CZT detector ($5{\times}5{\times}2\;mm^3$) were determined by fitting the peak position as a function of biased voltage data to the Hecht equation. To verify the accuracy of these products derived from ${\alpha}$ particles and low-energy gamma-rays, an energy spectrum considering the transport property of the CZT detector was simulated through a combination of the deposited energy and the charge collection efficiency at a specific position. It was found that the shaping time of the amplifier module significantly affects the determination of the (${\mu}{\tau}$) products; the ${\alpha}$ particle method was stabilized with an increase in the shaping time and was less sensitive to this change compared to when the gamma-ray method was used. In the case of the simulated energy spectrum with transport properties evaluated by the ${\alpha}$ particle method, the peak position and tail were slightly different from the measured result, whereas the energy spectrum derived from the low-energy gamma-ray was in good agreement with the experimental results. From these results, it was confirmed that low-energy gamma-rays are more useful when seeking to obtain the transport properties of carriers than ${\alpha}$ particles because the methods that use gamma-rays are less influenced by the surface condition of the CZT detector. Furthermore, the analysis system employed in this study, which was configured by a combination of Monte Carlo simulation and the Hecht model, is expected to be highly applicable to the study of the characteristics of CZT detectors.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.95-99
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• 2014

병원을 포함해서서 방사선 물질을 사용하는 모든 사업장에서 방사선 물질의 모니터링은 방사선 안전에 가장 중요한 요소의 하나이다. 본 연구는 방사선 모니터링 시스템에 있어서 GEM 검출기의 활용 가능성을 알아보기 위한 선행 연구로서, GEM 검출기를 제작하고 CdTe 검출기와의 상대적 효율을 구한 결과, 베타와 감마선에 대한 평균 상대 효율이 각각 72%와 4%로서 매우 우수한 성능을 나타냄을 보였다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.379-381
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• 2002

A single CdZnTe detector is tested for suitability in a prototype CT/ SPECT system designed to acquire both emission and transmission data. The detector has the size of 1${\times}$l-cm$^2$ with 4${\times}$4 1.5${\times}$l.5mm$^2$ pixellated anodes. Since the detector is smaller than imaged object, we translated it in an arc centered at the x-ray tube to image larger objects. Pulse counting electronics with very short shaping time (50 ns) are used to satisfy high photon rates in x-ray imaging, and response linearity up to 3${\times}$10$\^$5/ counts per second per detector element is achieved. The energy resolution of 122-keV gamma-ray is measured to be 14%. We have characterized the system performance by scanning a radiographic resolution phantom .and the Hoffman brain phantom. The spatial resolution of CT and SPECT are about 1 mm and 7 mm, respectively.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권8호
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• pp.2797-2801
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• 2023

CdZnTeSe (CZTS) has attracted attention for applications in X- and gamma-ray detectors owing to its improved properties compared to those of CdZnTe (CZT). In this study, we grew and processed single crystals of CZT and CZTS using the Bridgeman method to confirm the feasibility of using a dosimeter for high-energy X-rays in radiotherapy. We evaluated their linearity and precision using the coefficient of determination (R²) and relative standard deviation (RSD). CZTS showed sufficient RSD values lower than 1.5% of the standard for X-ray dosimetry, whereas CZT's RSD values increased dramatically under some conditions. CZTS exhibited an R² value of 0.9968 at 500 V/cm, whereas CZT has an R² value of 0.9373 under the same conditions. The X-ray response of CZTS maintains its pulse shape at various dose rates, and its properties are improved by adding selenium to the CdTe matrix to lower the defect density and sub-grain boundaries. Thus, we validated that CZTS shows a better response than CZT to high-energy X-rays used for radiotherapy. Further, the applicability of an onboard imager, a high-energy X-ray (>6 MV) image, is presented. The proposed methodology and results can guide future advances in X-ray dose detection.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.345-345
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• 2012

최근 의료산업에서는 고해상도 및 동영상 구현이 가능한 직접 방식의 X-선 검측센서에서 X-ray 흡수효율이 좋은 반도체 센서(CdTe, CdZnTe 등)와 성숙된 기술, 집적효율이 뛰어난 CMOS 공정을 이용한 제품을 출시하여 대면적화 및 고집적화가 가능하게 되어 응용분야가 점차 확대되고 있는 추세이다. 하지만 이 역시 고 성능의 X-선 동영상 구현을 위해서는 고 해상도 문제, 검출효율 문제, 대면적화의 어려움이 있다. 기존의 X-선 광 도전층의 증착은 증착 속도와 박막 품질에서 우수한 Evaporation 법이 사용되고 있다. 한편, 대면적에 균일한 박막형성이 가능하기 때문에 양산성에서 우월성을 가지는 sputtering법의 경우, 밀도가 높은 소결체 타겟의 제조가 힘들뿐만 아니라 증착 속도가 낮아 장시간 증착 시 낮은 소결밀도로 인한 타겟 Particle 영향으로 인해서 대 면적에 고품질의 박막을 형성하기가 어렵다. 하지만 최근 소결체 타겟 제조기술 발달과 함께, 대면적화와 장시간 증착에 대한 어려움이 해결되고 있어 sputtering 법을 이용한 고품질 박막 제조 기술의 연구가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 $50{\times}50$ mm 크기의 non-alkali 유리기판(Corning E2000) 위에 Evaporation과 RF magnetron sputtering을 사용하여 다양한 기판온도 (RT, 100, 200, 300, $350^{\circ}C$)에서 $1{\mu}m$의 두께로 CdTe 박막을 증착하였다. RF magnetron sputtering의 경우 CdTe 단일 타겟(50：50 at%)을 사용하였으며 Base pressure는 약 $5{\times}10^{-6}$ Torr 이하까지 배기하였고, Working pressure는 약 $7.5{\times}10^{-3}$ Torr에서 증착하였다. 시편과 기판 사이의 거리는 70 mm이며 RF 파워는 150 W로 유지하였다. CdTe 박막의 미세구조는 X-ray diffraction (XRD, BRUKER GADDS) 및 Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM, Hitachi)를 사용하여 측정하였다. 또한, 조건별 박막의 조성은 Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS, Horiba, 7395-H)을 사용하여 평가하였다. X-선 동영상 장치의 구현을 위해서는 CdTe 다결정 박막의 높은 흡수효율, 전하수집효율 및 SNR (Signal to Noise Ratio) 등의 물성이 요구된다. 이러한 물성을 나타내기 위해서는 CdTe 박막의 높은 결정성이 중요하다. Evaporation과 RF magnetron sputtering로 제작된 CdTe 박막은 공정 온도가 증가함에 따라 기판상에 도달하는 스퍼터 원자의 에너지 증가로 인해서 결정립이 성장한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 CdTe 박막이 직접변환방식 고감도 X-ray 검출기 광도 전층 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 센서학회지
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• 제13권2호
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• pp.128-132
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• 2004

Short wave infrared (SWIR) photovoltaic devices have been fabricated from metal organic vapour phase epitaxy (MOVPE) grown n- on p- HgCdTe films on GaAs substrates. The MOVPE grown films were processed into mesa type discrete devices with wet chemical etching employed for meas delineation and ZnS surface passivatlon. ZnS was thermally evaporated from effusion cell in an ultra high vacuum (UHV) chamber. The main features of the ZnS deposited from effusion cell in UHV chamber are low fixed surface charge density, and small hysteresis. It was found that a negative flat band voltage with -0.6 V has been obtained for Metal Insulator Semiconductor (MIS) capacitor which was evaporated at $910^{\circ}C$ for 90 min. Current-Voltage (I-V) and temperature dependence of the I-V characteristics were measured in the temperature range 80 - 300 K. The Zero bias dynamic resistance-area product ($R_{0}A$) was about $7500{\Omega}-cm^{2}$ at room temperature. The physical mechanisms that dominate dark current properties in the HgCdTe photodiodes are examined by the dependence of the $R_{0}A$ product upon reciprocal temperature. From theoretical considerations and known current expressions for thermal and tunnelling process, the device is shown to be diffusion limited up to 180 K and g-r limited at temperature below this.

• 한국진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.406-410
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• 2000

Hot-wall epitaxy 방법으로 GaAs (100) 기판 위에 9 $\mu\textrm{m}$의 CdTe (111)을 완충층으로 성장하고 그 위에 in-situ로 $Hg_{1-x}Cd_x$/Te (MCT)박막을 성장하였다. 성장된 MCT박막의 2결정 x-선 요동곡선의 반치폭 값은 125 arcsec이었으며 표면 형상의 roughness는 10 nm의 작고 깨끗한 면을 나타내었다. 성장된 MCT 박막에 대한 광전류 측정으로부터 최대 peak 파장과 cut off 파장은 각각 1.1050 $\mu\textrm{m}$ (1.1220 eV)와 1.2632 $\mu\textrm{m}$ (0.9815 eV)임을 알았다 이 peak 파장은 광전도체의 intrinsic transition에 기인한 band gap에 대응하는 봉우리이다. 이로부터 MCT 박막은 1.0 $\mu\textrm{m}$에서 1.6 $\mu\textrm{m}$의 근적외선 파장 영역을 감지할 수 있는 광전도체용 검출기로 쓰일 수 있음을 알았다.