Эксперимент на синхротроне поможет улучшить арсенид галлиевые сенсоры

Радиофизик Анастасия Лозинская провела эксперимент на синхротроне Diamond Light Source в лаборатории Резерфорда — Эплтона в Великобритании. Она облучала пучком синхротронного излучения сенсор на основе арсенида галлия, компенсированного хромом (HR GaAs:Cr), созданный в ТГУ. Полученные данные помогут улучшить качество сенсоров и сделать итоговую картинку более однородной.

Исследование арсенид галлиевых детекторов поддержано Научным фондом ТГУ им. Д.И. Менделеева.

— В структуре арсенида галлия, который мы компенсируем хромом, недавно были обнаружены дефекты, которые приводят к изменению скорости счета сенсоров, и в итоге картинка становится неоднородной, то есть видны небольшие «пятна» с большим или меньшим количеством собранного заряда, — рассказала младший научный сотрудник Центра исследований и разработок «Перспективные технологии в микроэлектронике» Анастасия Лозинская . — В начале 2019 года мы подали заявку в Diamond на эксперимент, чтобы  улучшить качество сенсоров.

Эксперимент прошел в лаборатории Резерфорда — Эплтона, где функционирует синхротрон Diamond. В настоящее время это крупнейшая научная установка Великобритании.

— Эксперимент заключался в том, что мы стреляли маленьким лучом синхротронного излучения (0,01х0,01 мм) в сенсор — в зону, где, как мы полагали, есть дефекты. По идее такой размер луча должен дать нам хорошее разрешение, и мы сможем всё увидеть, — пояснила Анастасия Лозинская .

Детектор  размером 2,4 х 2,4 см  представляет собой матрицу из 6400 пикселей. За время эксперимента радиофизик сделала около 6400 облучений. Исследовательница проверяла  области 4х4 пикселя лучом с разной энергией, дающей разную глубину поглощения луча.

— За 4 дня мы собрали 8 терабайт данных, они сейчас обрабатываются нашими коллегами из лаборатории Резерфорда — Эплтона. Первые результаты будут готовы в течение нескольких месяцев, — рассказала Анастасия . — Так как мы меняли глубину поглощения излучения, то полученные результаты помогут нам определить природу дефектов и в будущем устранить их.

Детекторы на основе арсенида галлия — уникальная разработка коллектива томских учёных под руководством профессора ТГУ Олега Толбанова . Эти детекторы не имеют мировых аналогов. Их используют в немецком синхротронном центре DESY , на Большом адронном коллайдере в CERN и в других ведущих научных центрах.