LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Плівки CsI(TI): структура, сцинтиляційні властивості, формування зображень

завдання може бути охарактеризовано як отримання та дослідження структурних та сцинтиляційних властивостей шарів CsI(Tl) стовпчастої морфології, які можуть бути використані як конвертуючи екрани іонізуючого випромінювання з просторовою роздільною здатністю в системах формування зображень.

Результати роботи можна підсумувати таким чином:

  • Встановлено, що при вакуумному напилюванні стовпчаста морфологія шарів CsI(Tl) формується у широкому діапазоні режимів конденсації при використанні різних типів підкладок.

  • Встановлено зв'язок між умовами конденсації та кристалічною досконалістю вакуумних конденсатів сцинтилятору CsI(Tl). При конденсації шарів CsI(Tl) на монокристалічні підкладки (монокристали LiF та NaF) у відповідних умовах, а саме, висока температура підкладки й малі швидкості осадження, плівка формується з монокристалічних блоків, які орієнтовані в кристалографічних напрямках [110] та [112]. Збільшення швидкості конденсації та зниження температури підкладки призводить до погіршення кристалічної структури шарів CsI(Tl) від монокристалічної до текстурованої або полікристалічної. Аналогічну залежність було встановлено й для шарів CsI(Tl), які було конденсовано на аморфну підкладку – скло, виключаючи монокристалічну структуру шару, яка не може бути реалізована на неорієнтуючій підкладці. Запропоновано пояснення виникнення переважних орієнтацій блоків шару в напрямках [110] та [112].

  • Побудовано атомарні моделі границі розподілу "плівка - підкладка" за методом співпадаючих вузлів для шарів CsI(Tl), які було конденсовано на монокристалічні підкладки. Було показано, що існує орієнтаційний вплив підкладки на зростаючий шар в напрямках паралельних границі розподілу "плівка - підкладка" для шарів CsI(Tl), що було конденсовано на монокристалічні підкладки. Знайдено фактори, які визначають отримані структурні співвідношення орієнтацій зростаючого шару CsI(Tl) та підкладки.

  • Було показано, що утворення стовпчастої морфології та залежність кристалічної структури колоноподібних блоків плівки від умов конденсації, може бути описано моделлю структурних зон. Встановлено особливості реалізації моделі структурних зон при напиленні шарів CsI(Tl).

  • Запропоновано та випробувано оригінальну методику напилення в режимі сублімації з використанням в якості джерела суцільного блоку кристалу CsI(Tl), яка дозволяє забезпечити у конденсованому шарі оптимальну концентрацію активатору та його однорідний розподіл в об'ємі. Це приводить до зростання світлового виходу та енергетичної роздільної здатності шарів CsI(Tl) до значень, які можуть бути порівняні з аналогічними величинами високоякісних кристалів CsI(Tl).

  • Розроблено методику кількісної оцінки сцинтиляційної ефективності шарів CsI(Tl) відносно еталонного кристалу з відомим абсолютним світловим виходом по спектрам амплітуд імпульсів сцинтиляцій. Показано, що сцинтиляційна ефективність шарів CsI(Tl) наближується до еталонного кристалу CsI(Tl).

  • Було продемонстровано можливість формування зображення об'єкту в г – випромінюванні Am241 з використанням шарів CsI(Tl). Розраховано функцію передачі модуляції для шару CsI(Tl) товщиною 60 мкм, який було конденсовано на відкол (100) монокристалу LiF. Отримані значення функції передачі модуляції можуть бути порівняні із наведеними в літературі значеннями та розглядатися як нижня границя в оцінці просторової роздільної здатності, внаслідок наявності додаткового розсіювання світла на межфазній границі "плівка - підкладка".


    Основні результати дисертаційної роботи опубліковано:


  • Structural dependence of CsI(Tl) film scintillation properties / A. Ananenko, A. Fedorov, A. Lebedinsky, P. Mateychenko, V. Tarasov, Yu. Vidaj // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. - 2004. - V.7, № 3. - P. 297-300.

  • Fedorov A. Scintillation Efficiency, Structure and Spatial Resolution of CsI(Tl) Layers / A. Fedorov, A. Lebedinsky, O. Zelenskaya // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. - 2006. - A 564. - P. 328 - 331.

  • CsI(Tl) Films: Deposition, Examination of Structure and Scintillation / A. Lebedinsky, A. Fedorov, A. Ananenko, P. Mateychenko // Functional materials. - 2007. - V.14, № 1. - Р. 42-47.

  • Пленки для сцинтилляционных применений / Федоров А.Г., Лебединский А.М., Зеленская О.В., Лалаянц А.И. // Сцинтилляционные материалы. Получение, свойства, применение: сборник статей. – Харьков: "Институт монокристаллов", 2007. - С. 355 – 371.

  • Growth and scintillation of CsI(Tl) layers / A. Lebedinsky, A. Fedorov, A. Ananenko, P. Mateychenko, Yu. Vidaj // Inorganic Scintillators and Their Applications (SCINT 2005): The VIII International Conference, 19 – 23 September 2005: proceedings. – Kharkov: NAS of Ukraine, NTC "Institute for Single Crystals", Institute for Scintillation Materials, 2006. –– P.236 - 238.

  • Growth and Scintillation of CsI(Tl) Columnar Layers / A. Lebedinsky, A. Fedorov, A. Ananenko, P. Mateychenko, Yu. Vidaj // VIII International Conference on Inorganic Scintillators and Their Applications, 19 – 23 September 2005: abstracts. –Alushta, Ukraine, 2005. – P.239.

    7. Growth of CsI(Tl) Scintillation Film / A. Lebedinsky, A. Fedorov, A. Ananenko, P. Mateychenko, Yu. Vidaj // 23rd European Crystallographic Meeting, 6 -11 August 2006:abstracs. – Leuven, Belgium, 2006. – Р. s159.

    8. Лебединский А. Структура, морфология и сцинтилляционные свойства слоев CsI(Tl), полученных вакуумным напылением / А. Лебединский, А. Фёдоров // Сцинтилляционные Процессы и Материалы для Регистрации Ионизирующего Излучения: школа – семинар, 17 – 20 сент. 2006 г.: тезисы докл. – Харьков, Украина, 2006. – С.14.



    Анотації

    Лебединський А.М.. Плівки CsI(Tl): структура, сцинтиляційні властивості, формування зображень. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків. - Інститут монокристалів НАН України, Харків, 2008.

    Шляхом вакуумної конденсації було отримано шари сцинтилятору CsI(Tl) з відтворюваною морфологією, структурними й сцинтиляційними характеристиками на різних типах підкладки. Методами рентгеноструктурного аналізу й растрової електронної мікроскопії встановлено закономірності структуроутворення й особливості формування стовпчастої морфології шарів CsI(Tl) при вакуумній конденсації.

    Розроблено й випробувано методику вакуумного напилення шарів CsI(Tl), що дозволяє забезпечити в зростаючому шарі необхідну концентрацію активатора та його однорідний розподіл в об'ємі шару. За запропонованою методикою математичної обробки спектрів амплітуд імпульсів сцинтиляцій отримані кількісні оцінки світлового виходу шарів CsI(Tl), що свідчать про те, що


  •