Etude et caractérisation de matériaux semi-conducteurs III-V en vue de leurs applications à la détection de rayonnements ionisants
Institution:
Université Joseph Fourier (Grenoble)Disciplines:
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Abstract FR:
Ce travail porte sur l'etude de la photoconduction en volume de l'arseniure de gallium (gaas) et du phosphure d'indium dope fer (inp:fe) en vue de leurs applications a la detection de rayonnements x. Dans ces materiaux semiconducteurs la detection des rayons x s'effectue directement dans le materiau. Dans la premiere partie de la these on aborde l'aspect theorique de la photoconduction. Apres avoir rappele les caracteristiques physiques des materiaux et le principe de la photoconduction, nous decrivons deux modelisations informatiques permettant d'etudier les reponses des photoconducteurs a des impulsions de rayonnement. La premiere simulation suppose l'uniformite spatiale du champ electrique sur le semiconducteur, tandis que la seconde prend en compte les variations spatiales et temorelles du champ. Ceci permet d'etendre le domaine de validite du premier modele en considerant la nature des contacts. Ensuite nous presentons l'interet d'une preirradiation aux neutrons des photoconducteurs, qui a pour but de diminuer les durees de vie des porteurs en introduisant des centres de recombinaison dans le materiau. On obtient ainsi, sur gaas, une amelioration de la rapidite des detecteurs, mais au detriment de la sensibilite. Dans la seconde partie rassemble les principaux resultats experimentaux, qui concernent: d'une part les caracterisations dans l'obscurite des photoconducteurs gaas et inp:fe en fonction du champ electrique de polarisation et de la dose neutrons qu'ils ont recue au prealable, et d'autre part leur caracterisation sous rayonnement x. Les moyens d'irradiation de rayonnement x mis en uvre vont du generateur de rayons x continu et pulse au rayonnement synchrotron (impulsions de 150 picosecondes), ce qui nous a permis de caracteriser de facon approfondie le comportement des deux materiaux sous rayonnement x en fonction du champ electrique de polarisation, de la dose absorbee et de leur preirradiation