• 제목/요약/키워드: photoconductor

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광계수형 기반의 X선 영상센서 적용을 위한 광도전체 물성 연구 (A Study on the Physical Characteristics of Photoconductors for Photon Counting based X-ray Sensor Application)

  • 박지군;노시철;최일홍;정봉재;강상식
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제8권7호
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    • pp.423-428
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    • 2014
  • 현재까지 TFT 기반의 평판형 어레이를 이용한 디지털 X선 영상장치가 이용되어 왔다. 그러나, 최근 광계수형 센서 기술에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 광계수형 X선 영상 센서의 정량적 성능 평가를 위한 기시법 제시를 통해 광도전체 물질의 물성을 평가하였다. 먼저 광계수형 X선 영상 센서의 검출물질인 광도전체의 누설전류 및 X선 민감도 측정을 수행하였으며, 신호 정형 시간 결정을 위한 상승시간 특성을 평가하였다. 또한 광도전체에 입사하는 단위면적당 포톤수를 정의하기 위해 IEC 62220-1-2 권고안을 바탕으로 셋업 연구를 수행하였으며, 이를 바탕으로 전하수집효율를 평가하였다. 그 결과 광도전체 층의 누설전류는 $200pA/mm^2$, X선 민감도는 $7{\mu}C/cm^2R$이며, 상승 시간은 $0.765{\mu}s$으로 평가되었다.

방사선치료기기 정도관리를 위한 광도전체 센서 제작 및 평가 (The Evaluation and Fabrication of Photoconductor Sensor for Quality Assurance of Radiation Therapy Devices)

  • 강상식;노성진;정봉재;노시철;박지군
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제10권8호
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    • pp.565-569
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    • 2016
  • 최근 다엽콜리메이터를 부착한 선형가속기를 이용한 방사선수술의 빈도가 점차 높아지고 있다. 이러한 정교한 방사선 수술은 소조사면 내에 고선량의 방사선이 집중적으로 조사되기 때문에 체계적이고 정확한 정도관리가 필수적이다. 본 연구는 PIB(Particle in Binder) 방식 중 침전법을 이용하여 $400{\mu}m$ 두께의 요오드화납($PbI_2$)과 요오드화수은($HgI_2$) 광도전체 센서 시편를 제작하였다. 제작된 시편의 전기적 특성은 암전류, 출력전류, 응답특성 및 선형성을 평가하였다. 평가 결과, $HgI_2$ 가 우수한 신호발생량과 선형성을 보였다. 끝으로, 두께에 따른 $HgI_2$ 센서의 신호반응 특성 결과, $400{\mu}m$ 두께에서 신호발생효율이 가장 높았고, ${\pm}2.5%$ 이내의 우수한 재현성을 보였다.

$BrO_2/a-Se$ 구조의 방사선 변환센서에서 a-Se에 첨가된 조성비 변화에 따른 I-V 특성 비교 (Comparison of the I-V Characteristic as Various Composition ratio of Iodine in a-Se of $BrO_2/a-Se$ based Radiation Conversion Sensor)

  • 최장용;박지군;공현기;안상호;남상희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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    • pp.440-443
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    • 2002
  • Present1y the X-Ray diagnosis system is a real condition that is changing by digital ways in it's existent analog ways. This digital radiation detector is divided by the direct method and the indirect method. The indirect method of applied voltage has special qualities that the resolution is low than direct method by diffusion effect that happens. The conversion process ( radiation${\rightarrow}$visible ray${\rightarrow}$electrical signal of two times, has shortcomings that the energy conversion efficiency of electrical signal is low. The direct method has shortcomings that need strong electric fie1d to detect electrical signal efficiently. This research achieved to develop digital detector of the Hybrid method that have form that mixes two ways to supplement shortcoming of direct. indirect method. A studied electrical characteristic by Iodine's Mixture ratio change is added to selenium in the detector which has a multi-layer structure (Oxybromide + a-Se). There are 8 kinds of Manufactured compositions to amorphous selenium Iodine each 30ppm, 100ppm, 200 ppm, 300ppm, 400ppm, 500ppm, 600ppm, 700ppm by a doped photoconductor through a vacuum thermal evaporation method. The phosphor layer is consisted of Oxybromide ($BrO_2$) which uses optical adhesives multi-layer structure. The manufactured compositions calculates and compares Net Charge and signal to noise ratio measuring Photocurrent about Darkcurrent and X-ray. When doped Iodine Mixture ratio is 500ppm to the multi-layer structure (Oxybromide + a-Se), applied voltage of $3V/{\mu}m$, leakage current of compositions $2.61nA/cm^2$ and net charge value by 764pC/$cm^2$/mR then the best result appeared.

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다층구조($CaWO_4/a-Se$) 기반의 X선 검출센서에서 a-Se에 첨가된 As의 특성비 연구 (The Study on Characteristic Composition of As in a-Se with X-ray Detection Sensor using $CaWO_4/a-Se$)

  • 최장용;이동길;신정욱;김재형;남상희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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    • pp.432-435
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    • 2002
  • The ultimate study of this research is to improve the properties of digital X-ray receptor based on amorphous selenium. There are being two prominent studying for Digital Radiography. Direct and Indirect method of Digital Radiography are announced for producing high quality digital image. But each two systems have strength and weakness. This is a basic research for developing of Hybrid digital radiography which is a new type X-ray detector. ln this study, we investigated the electrical characteristic of multi-layer$(CaWO_4+a-Se)$ as a photoconductor according to the changing iodine composition ratio. The iodine composition ratio of a-Se compound is classified into 5 different kinds which have 30ppm, 100ppm, 300ppm, 500ppm, 700ppm and were made test sample throught thermo-evaporation. The phosphor layer of $CaWO_4$ was overlapped on a-Se using EFIRON optical adhesives. We measured the dark and photo current about the test sample and compared the electrical characteristic of the net charge and signal-to-noise ratio. Among other things, test sample of compound material of 700ppm iodine showed good characteristic of $2.53nA/cm^2$ dark current and $479nC/cm^2{\cdot}mR$ net charge at $3V/{\mu}m$.

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광전도체의 CdS 단결정 성장과 물리적 특성 (Growth of CdS Single Crystal as Photoconductor and Its Physical Characteristics)

  • 정태수;유평열;신영진;신현길;김택성;정철훈;이훈;신영신;홍광준;유기수
    • 센서학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.109-115
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    • 1993
  • 승화방법으로 광전도체의 CdS 단결정을 성장하였고 외삽법으로 구한 $a_{o}$$c_{o}$의 격자상수 값은 각각 $4.131{\underline{8}}{\AA}$$6.712{\underline{2}}{\AA}$임을 알았다. Hall 측정값으로 부터 상온에서의 CdS 단결정의 운반자 농도와 이동도는 각각${\sim}10^{23}m^{-3}$$2.93{\times}10^{-2}m^{2}$/V sec이였으며 온도에 따른 이동도 변화는 33 K에서 150 K까지는 $T^{1/2}$에 따라 증가하는 경향이 있고 180 K에서 상온까지는 $T^{-2}$에 따라 감소한 경향이 나타났다. 광전류 측정으로부터 나타난 단파장대의 봉우리는 진성전이에 기인하는 봉우리였으며 이 봉우리의 에너지 값은 CdS 광전도체에 에너지 밴드 갭과 동일한 값을 나타냄을 알았다.

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비정질 셀레늄의 박막 제조공정에 따른 미세구조와 IV특성 (The X-ray Detection and morphology Characteristics on Evaporation Temperature of amorphous Selenium based digital X-ray detector)

  • 공현기;차병열;이규홍;김재형;남상희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체재료 기술교육
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    • pp.51-54
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    • 2002
  • Recently, due to its better photosensitivity in X-ray, the amorphous selenium based photoreceptor is used on digital direct method conversion material. Compared to other photoconductive material, amorphous selenium has good X-ray response characteristic and low leakage current. It has many parameters of detecting X-ray response on selenium. Among of them, it is well known that manufacture of a-Se is the most basic element. In this paper, we fabricated two types of amorphous selenium sample which had time variable. The one was fabricated continuous deposition sample and the other was step by step sample. Thickness of sample was $300{\mu}m$ and top electrode was evaporated gold. We investigated the leakage current and photo current of them and analysed their electrical characteristics. For analyzing morphology of samples, SEM and surface was pictured. We found that step by step deposition method could be applied for novel fabricating amorphous selenium film.

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II-VI족 광도전체를 사용한 X-선량 검출에 대한 연구 (The study of X-ray detection using II-VI group photoconductor)

  • 남상희;조승열;최준영;강영수;은충기
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1997년도 춘계학술대회
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    • pp.27-30
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    • 1997
  • As the fundamental study of designing x-ray dosimeter , we measured the voltage variation of CdS, II-VI group semiconductor compound, by mAs variation. We obtained data in the condition of 50, 70 kVp, by increasing the tube current as 1, 2, 2.5, 3.2, 4, 5, 10, 20, 32, 50 and 80 mAs. The output time of CdS was increased as mAs increased. We figured the slope value of 50kVp as 0.0088 and 0.0081 of 70 kVp. And by regression method, we obtained the standard deviation of time, Y axis, at 50 and 70kVp as 0.00268 and 0.00333. The result of this ssudy is so important to design x-ray dosimeter.

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상부전극 물질에 따른 CdZnTe 박막 특성 비교 연구 (The study of characteristics on metallic electrical contacts to CdZnTe based X-ray image detectors)

  • 공현기;강상식;차병열;조성호;김재형;남상희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
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    • pp.813-816
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    • 2002
  • We investigate the junction between CdZnTe and a variety of metals with the aim of determining whether the choice of metal can improve the performance of X-ray image detectors, in particular minimizing the dark current. The samples consist of $5{\mu}m$ thick CdZnTe with top electrodes formed from In, Al, and Au. For each metal, current transients following application of valtages from -10V to 10V are measured for up to 1 hour. We find that dark currents depending on the metal used. The current is controlled by hole injection at the metal-CdZnTe junction and there is consistent trend with the metal's work function possibly and it seems that metal to CdZnTe layer junction is ohmic contact.

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X-ray Sensitivity of Hybrid-type Sensor based on CaWO4-Selenium for Digital X-ray Imager

  • Park, Ji-Koon;Park, Jang-Yong;Kang, Sang-Sik;Lee, Dong-Gil;Kim, Jae-Hyung;Nam, Sang-Hee
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제5권4호
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    • pp.133-137
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    • 2004
  • The development of digital x-ray detector has been extensively progressed for the application of various medical modalities. In this study, we introduce a new hybrid-type x-ray detector to improve problems of a conventional direct or indirect digital x-ray image technology, which composed of multi-layer structure using a CaWO$_4$ phosphor and amorphous selenium (a-Se) photoconductor. The leakage current of our detector was found to be ∼180 pA/cm$^2$ at 10 V/m, which was significantly reduced than that of a single a-Se detector. The x-ray sensitivity was measured as the value of 4230 pC/cm$^2$/mR at 10 V/m. We found that the parylene thin film between a CaWO$_4$ phosphor and an a-Se layer acts as an insulator to prevent charge injection from indium thin oxide (ITO) electrode into an a-Se layer under applied bias.

Au 전극을 적용한 방사선 영상 검출기의 전기적 특성 평가

  • 송용근;오경민;김성헌;김지나;노성진;허승욱;남상희
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.365-365
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    • 2012
  • 본 연구에서는 X-ray 영상을 얻기 위한 검출기 중 직접 검출방식에 쓰이고 있는 광도전체(Photoconductor)의 전극으로 Au를 사용하여 전기적인 특성을 파악하였다. Au는 유기물에 대한 반응이 적고 전기 전도도가 좋은 물질로서 투명전극으로 많이 쓰이고 있는 인듐 주석 산화물(ITO)을 대체할 수 있는 물질로 각광받고 있다. 우선 시편 제작을 위해 투명한 기판(Corning Glass, 0.7t)위에 하부전극으로 Au를 $3cm{\times}3cm$의 크기로 Physical Vapor Deposition(PVD) 방식을 이용하여 증착하였다. 이 때 챔버 내 저진공은 Rotary Pump를 이용하여 $3.9{\times}10-2Torr$ 이하를 유지하고 고진공은 Diffusion Pump를 이용하여 $5.3{\times}10-5Torr$ 이하를 유지하였다. 완성된 하부전극 위에 광도전체인 $HgI_2$를 폴리머 물질에 교반하여 메탈 폴리머 결합을 가진 Paste를 제조하고 이 Paste를 Screen Printing Method를 이용하여 증착 후 건조하였다. 마지막으로 시편위에 상부전극을 하부전극과 같은 조건으로 증착함으로서 시편을 완성한다. 상하부 전극으로 쓰이는 Au의 증착 조건을 변화시키면서 그에 따른 시편의 전기적인 특성 변화를 관찰하였다. 그 결과, Au의 증착온도와 질량에 따라 특성이 변화함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해 디지털 방사선 검출기에서 Au 전극의 적용 가능성을 확인하였으며, 추후 Au 증착 조건의 최적화를 통해 방사선 검출기의 효율 향상을 위한 연구를 하고자 한다.

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