Разработка, создание и исследование твердотельных лазеров с диодной накачкой и детекторных структур для регистрации импульсных излучений в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах спектра : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / научный руководитель Н. М. Казючиц

Abstract

Объектом исследования являются синтетические алмазы СТМ «Алмазот» производства РУП «Адамас БГУ» (Республики Беларусь) и детекторные структуры на их основе. Цель работы – разработка методов создания алмазных детекторных структур для регистрации импульсного ультрафиолетового и рентгеновского излучений, изготовление и оптимизация экспериментальных образцов импульсных детекторов. Основными методами исследований являлись: метод электро- и фотопроводимости, релаксации фотопроводимости, спектроскопия поглощения и комбинационного рассеивания, ЭПР. В ходе выполнения работы были исследованы оптические, электрические, фотоэлектрические и рекомбинационные характеристики СТМ «Алмазот». Разработаны конструкция и основные технологические операции изготовления экспериментальных образцов алмазных детекторов импульсных излучений, методика их тестирования. Изготовлены тестовые детекторные структуры на основе природного и синтетического алмазов, установлена связь между характеристиками исходного сырья и характеристиками тестовых структур. Установлены следующие основные закономерности: 1) характеристики импульсной ФП неоднородны и отражают неоднородное распределение примесей и дефектов в кристаллах синтетических алмазов марки СТМ «Алмазот»; 2) амплитуда и длительность импульсной ФП связаны с примесью азота и убывают сростом его концентрации; 3) структурные дефекты (дислокации), проявляющиеся в зеленой ФЛ, уменьшают амплитуду и увеличивают длительность релаксации импульсной ФП; 4) характеристики импульсной ФП в бесцветных областях СТМ «Алмазот» с пониженной концентрацией азота сопоставимы по амплитуде и длительности с характеристиками импульсной ФП в природных алмазах типа IIa; в желтых областях СТМ «Алмазот» с повышенной концентрацией азота при сопоставимой длительности амплитуда ФП в десятки раз меньше. В результате проведенной работы экспериментально подтверждена возможность создания детекторных структур для регистрации импульсных излучений в УФ и рентгеновской областях спектра на основе СТМ «Алмазот» производства РУП «Адамас БГУ», изготовлены экспериментальные образцы детекторов. Минимальные длительности зарегистрированных импульсов тормозного и лазерного (523 нм) излучений составляют 3,4 и 2,3 нс, соответственно.