デフェクト・アンチペロブスキート化合物 Hg3Q2I2 (Q = S,Se,Te) 室温硬質放射線検出用
Yihui He1, Oleg Y Kontsevoi1, Constantinos C Stoumpos1
1Department of Chemistry, ‡Department of Materials Science and Engineering, §Department of Electrical Engineering and Computer Science, and ∥Department of Physics and Astronomy, Northwestern University , Evanston, Illinois 60208, United States.
Journal of the American Chemical Society
|May 16, 2017
まとめ
Hg3Se2I2のような高Zカルコハリドは,X線とガンマ線のための室温半導体検出器として有望である. Hg3Se2I2は,アルファ粒子とガンマ線のスペクトル解像度を達成する優れた性質を示しています.
科学分野:
- 材料科学
- 固体物理学
- 探知器物理学
背景:
- 高Zカルコハリド,特にHg3Q2I2 (Q=S,Se,Te) は,順番の空白を持つ欠陥抗酸化物である.
- これらの材料は,X線およびガンマ線アプリケーションのための潜在的な半導体検出器として調査されています.
研究 の 目的:
- Hg3Q2I2化合物の構造的変化と結果の性質を調査する.
- 室温の放射線検出に適しているかを評価する.
- このクラスの中で検出器の適用に最も有望な材料を特定する.
主な方法:
- 蒸気輸送法を用いた大型単体結晶の合成
- 光学,電気,および機械的性質の特徴づけ
- 様々な放射線源 (例えば,241Am,57Co) を使った薄いHg3Q2I2結晶を用いた検出器の製造と試験.
主要な成果:
- すべてのHg3Q2I2化合物は,高密度 (> 7 g/cm3),広帯域の隙間 (> 1.9 eV),および高抵抗性 (> 10^11 Ω cm) を表している.
- Hg3Se2I2は,ほぼ一次元的な構造で,より分散的な伝導帯と低い電子効果質量 (0.20 m0) を示しています.
- Hg3Se2I2検出器は,5.49 MeVのアルファ粒子 (19% FWHM) と59.5 keVのガンマ線 (50% FWHM) に対するスペクトル解像度を達成した.
- キャリアモビリティ-ライフタイムプロダクト (μτ) は10^-510^-6cm^2/Vに達し,Hg3Se2I2における電子モビリティは104±12cm^2/V·sと推定された.
結論:
- Hg-Qモチーフの次元性は,電子バンド構造と検出器の性能に大きな影響を与えます.
- Hg3Se2I2は,研究された化合物の中で優れた性能を示し,室温放射線検出に非常に有望である.
- これらの材料は,敏感で堅固な放射線検出のための実行可能な代替手段を提供します.
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