• Journal of Radiation Protection and Research
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• v.47 no.3
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• pp.134-142
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• 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.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.25 no.11
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• pp.1294-1303
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• 1988

Electron and hole traps in semi-insulating GaAs with activation energies ({\Delta}E_r) ranging from 0.16 $\pm$ 0.01 to 0.98 $\pm$ 0.01 eV, have been detected and characterized by photo-induced current transient measurements. SI undoped GaAs has fewer deep levels than SI GaAs: Cr. The thermal capture cross section and density of the traps have been estimated and some of the centers have been related to native defects. In particular, the activation energy of the compensating Cr, and "0" levels in semi-insulating GaAs were accurately measured. The transient measurements were complemented by Hall measurements at T > 300K and photocurrent spectra measurements. The transition energies for the deep compensating levels obtained by the analyses of data from these measurements, when compared with those from the transient measurements, indicate negligible lattice-coupling of these centers. Analysis of the transport data also indicates that neutral impurity scattering plays a significant role in semi-insulating materials at high temperatures.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.210.2-210.2
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• 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.