Resumen de Caracterización de detectores coplanares de CdZnTe para radiación gamma
Raquel González de Orduña Martín
Caracterización de detectores coplanares de CdZnTe para radiación gamma El objetivo de esta tesis ha sido caracterizar una serie de detrectores de radiación gamma, basados en el semiconductor: CdZnTe (CZT) de gap ancho, para aplicaciones a temperatura ambiente. La finalidad de este trabajo es completar un estudio de caracterización de nuevos sensores para permitir su aplicación inmediata en distintos ámbitos industriales como medidas medioambientales, instrumentación para medicina, especialmente en el ámbito de radiodiagnostico, o en general cualquier aplicación que requiera de un sistema de detección operativo a temperatura ambiente. Las principales características de estos detectores son el gran volumen de los monocristales de CZT empleados, siendo mayores de 2cm3 (de los mayores publicados hasta la fecha) y el novedoso diseño de electropdos coplanares empleados. Dicho diseño ha supuesto una considerable mejora frente a los diseños anteriores, permitiendo alcanzar resoluciones energéticas del orden de un 2% de FWHM para el fotopico de 662keV de Cs-137. Los aspectos estudiados para estos detectores fueron: las propiedades espectroscópicas, las características eléctricas y el estudio de la estabilidad para aplicaciones reales.
Las propiedades espectroscópicas se analizaron tanto con técnicas espectrométricas convencionales, usando un analizador MCA, como con un analizador multicanal multiparamétrico (MCMP) implementado con unas tarjetas digitalizadoras. Este analizador MCMP permitió estudiar las propiedades espectroscópicas de los detectores a distintas profundidades de interacción. Los resultados obtenidos por ambos métodos se simularon mediante códigos basados en métodos Monte Cario.
El estudio de las propiedades eléctricas de los detectores, considerados como un sistema metal-semiconductor-metal en el que se forman dos barreras Schottky, se realizó estudiando la forma de las curvas corriente-tensión para las dos regiones de interés de los detectores: volumen y superficie y para un rango de temperaturas entre -20 y +60°C. Los resultados experimentales se ajustaron satisfactoriamente a los modelos teóricos: difusivo y modelo ITD (Interfacial Thermionic Diffusion).
Las pruebas de estabilidad realizadas sobre uno de los detectores demostraron su validez para aplicaciones prácticas fuera del ámbito de laboratorio, para los rangos de aplicación estudiados, que fueron: periodos de conexión continuada de hasta 2000 horas, flujos de radiación de hasta 100 Gy y temperaturas entre 10 y 35°C.
