• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제47권3호
• /
• pp.134-142
• /
• 2022

Background: This study investigated the characteristics of optically stimulated luminescence dosimeters (OSLDs) with fully filled deep electron/hole traps in the kV energy ranges. Materials and Methods: The experimental group consisted of InLight nanoDots, whose deep electron/hole traps were fully filled with 5 kGy pre-irradiation (OSLD_exp), whereas the non-pre-irradiated OSLDs were arranged as a control group (OSLD_cont). Absorbed doses for 75, 80, 85, 90, 95, 100, and 105 kVp with 200 mA and 40 ms were measured and defined as the unit doses for each energy value. A bleaching device equipped with a 520-nm long-pass filter was used, and the strong beam mode was used to read out signal counts. The characteristics were investigated in terms of fading, dose sensitivities according to the accumulated doses, and dose linearity. Results and Discussion: In OSLD_exp, the average normalized counts (sensitivities) were 12.7%, 14.0%, 15.0%, 10.2%, 18.0%, 17.9%, and 17.3% higher compared with those in OSLD_cont for 75, 80, 90, 95, 100, and 105 kVp, respectively. The dose accumulation and bleaching time did not significantly alter the sensitivity, regardless of the filling of deep traps for all radiation qualities. Both OSLD_exp and OSLD_cont exhibited good linearity, by showing coefficients determination (R²) > 0.99. The OSL sensitivities can be increased by filling of deep electron/hole traps in the energy ranges between 75 and 105 kVp, and they exhibited no significant variations according to the bleaching time.

• 대한전자공학회논문지
• /
• 제25권11호
• /
• pp.1294-1303
• /
• 1988

광 유도 전류 천이 (photo-induced current transient)방법으로 측정한 SI GaAs의 전자와 정공 trap이 갖을 수 있는 activation energy({\Delta}E_r)의 범위는 0.16$\pm$ 0.01eV에서 0.98$\pm$ 0.01eV까지 분포되어 있다. SI Undoped GaAs가 SI GaAs : Cr 보다 깊은 준위의 수가 적음을 확인 하였다. Trap의 열적인 capture cross section과 농도를 평가 하였고, 약간의 trap은 SI GaAs 성장시에 발생될 수 있는 결함과 관련되어 있음을 확인하였다. 특히 SI GaAs에서 보상 level로 작용하는 Cr과 “0” level를 좀 더 정확하게 측정하기 위하여 서로 다른 측정방법을 사용하여 측정한 결과를 각기 비교 검토 하였다. 즉, PICT측정, 상온 이상의 온도에서 측정한 Hall data 및 광전류 spectra data 등을 비교 검토 하였으며, 보상 level은 격자 결합이 매우 약함을 확인할 수 있었다. Hall data를 computer로 분석한 결과 중성 불순물 scattering이 측정 온도 범위에서 매우 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.210.2-210.2
• /
• 2013

현재 국내의 상용화된 디지털 방식 X-선 영상장치에서 간접변환방식은 대부분 CsI를 사용하고 있으며, X-선 흡수에 의해 전기적 신호를 발생시키는 직접변환방식은 Amorphous Selenium(a-Se)을 사용한다. a-Se은 진공 중에 녹는점이 낮아 증착시 substrate의 온도에 따라 민감한 변화를 보인다. 본 연구에서는 간접변환방식에 비해 높은 영상의 질을 획득할 수 있는 직접변환방식의 a-Se기반 X-선 검출기 제작 시 substrate에 인가된 온도에 따른 특성을 연구하여 최적화 된 substrate의 온도를 알고자 한다. 본 실험에서는 glass에 투명한 전극물질인 Indium Tin Oxide (ITO)가 electrode로 형성된 substrate를 사용하였으며 그 상단에 a-Se을 Physical Vapor Deposition (PVD)방식을 거쳐 X-선 검출기 샘플을 제작하였다. PVD 공정 시 네 개의 보트에 a-Se 시료를 각각 100g씩 총 400g을 넣고, $5{\times}10-5Torr$까지 진공도를 낮추었다. 보트의 온도는 $270^{\circ}C$에서 40분 $290^{\circ}C$에서 90분으로 온도를 인가하여 a-Se을 기화시켜 증착하였다. 증착 시 substrate 온도를 각각 $20^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $60^{\circ}C$, $70^{\circ}C$ 네 종류로 나누어 실험을 진행하였다. 끝으로 증착된 a-Se 상단에 Au를 PVD방식으로 electrode를 형성시켜 a-Se기반의 X-선 검출기 샘플 제작을 완료하였다. 제작된 a-Se기반의 X-선 검출기 샘플의 두께는 80에서 $85{\mu}m$로 온도에 따른 차이가 없었다. 이후에 전기적 특성을 평가하기위해 electrometer와 oscilloscope를 이용하여 Dark current와 Sensitivity를 측정하여 Signal to Noise Ratio(SNR)로 도출하였으며 Scanning Electron Microscope(SEM) 표면 uniformity를 관찰하였다. 또한 제작된 a-Se기반 X-선 검출기 샘플의 hole collection 성능을 확인하고자 mobility를 측정하였다. 측정결과 a-Se의 work function을 고려한 $10V/{\mu}m$기준에서 70kV, 100mA, 0.03sec의 조건의 X-선을 조사 하였을 때 Sensitivity는 세 종류의 검출기 샘플이 15nC/mR-cm2에서 18nC/mR-cm2으로 비슷한 양상을 나타내었지만, substrate온도가 $70^{\circ}C$때의 샘플은 10nC/mR-cm2이하로 저감됨을 알 수 있었다. 그리고 substrate온도 $60^{\circ}C$에서 제작된 검출기 샘플의 전기적 특성이 SNR로 환산 시, 15.812로 가장 우수한 전기적 특성을 나타내어 최적화 된 온도임을 알 수 있었다. SEM촬영 시 온도상승에 따라 표면 uniformity가 우수하였으며, Mobility lifetime에서는 $60^{\circ}C$에서 제작된 검출기 샘플이 deep trap 수치가 높아 hole이 $0.04584cm2/V{\cdot}sec$로 $0.00174cm2/V{\cdot}sec$의 electron보다 26.34배가량 빠른 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 a-Se증착 시, substrate에 인가된 온도는 균일한 박막의 형성 및 표면구조에 영향을 미치며 온도가 증가할수록 안정적인 전기적 특성을 나타내지만 $70^{\circ}C$이상일 시, a-Se층의 결정화가 생겨 deep trap을 발생시켜 전기적 특성이 저하됨을 확인 할 수 있었다. 따라서 증착 시의 substrate의 온도 최적화는 a-Se기반 X-선 검출기의 안전성 및 성능향상을 위해 불가피한 요소가 된다고 사료된다.