Радіаційна стійкість опромінених електронами монокристалів n-Ge

Abstract

Досліджено залежності питомого опору від потоку електронного опромінення з енергією 10 МеВ для монокристалів германію, легованих домішкою сурми, при різних температурах. Для всіх одержаних залежностей характерним є наявність максимуму, який пов’язаний з максимальним ступенем компенсації опромінених монокристалів n Ge та найбільш ефективним розсіянням електронів на утворених радіаційних дефектах для певного потоку опромінення. Встановлено, що при підвищенні температури питомий опір n Ge зменшується за рахунок іонізації глибоких рівнів радіаційних дефектів та зростання рухливості носіїв струму. Для потоків Ф≥2·1016 ел./см2 спостерігається значне зменшення питомого опору германію при переході через максимум, що пояснюється зростанням концентрації носіїв струму внаслідок n p конверсії типу провідності германію. Найбільшу радіаційну стійкість до електронного опромінення мають монокристали n Ge, опромінені кратно меншими потоками електронів за Ф=5·1015 ел./см2 або потоками Ф>2·1016 ел./см2. Одержані результати є важливими при конструюванні та експлуатації електронних приладів та сенсорів, виготовлених на основі германію, які функціонують в полях підвищеної радіації.

The dependences of the resistivity on the electron irradiation flow with the energy of 10 MeV for germanium single crystals, doped by the antimony at different temperatures were investigated. All the obtained dependences are characterized by the presence of a maximum, which is associated with the maximum degree of compensation of the irradiated n Ge single crystals and the most effective scattering of electrons on the created radiation defects for a certain irradiation flow. It was established that the resistivity of n Ge decreases due to the ionization of deep levels of radiation defects and an increase in the mobility of current carriers with increasing temperature. A Significant decrease in the resistivity of germanium is observed when passing through the maximum for the flows of Ф≥2·1016 el./cm2, which is explained by an increase in the concentration of current carriers due to the n p conversion of the conductivity type of germanium. The highest radiation resistance to electron irradiation is possessed by n Ge single crystals, irradiated by multiple smaller electron flows than Ф=5·1015 el./cm2or flows of Ф>2·1016 el./cm2. The obtained results are important in the design and operation of electronic devices and sensors made on the basis of germanium that operate in fields of increased radiation.