Логин:
Пароль:

Работа №2500
Название работы
Разработка арсенид галлиевых сенсоров для матричных рентгеновских детекторов, использующихся в цифровой маммографии и макромолекулярной кристаллографии
Автор работы
Толбанов Олег Петрович
Дата начала работы Дата окончания работы
2014-09-17 2016-12-31
Аннотация
Создание научно-технического задела в области исследовательского и медицинского оборудования, использующего интенсивные пучки рентгеновского излучения с энергией в диапазоне 15-60кэВ путем исследование перспективности использования GaAs сенсоров для регистрации рентгеновского излучения системами цифровой маммографии и макромолекулярной кристаллографии. В результате выполнения НИР должен быть предложен прототип матричного детектора, позволяющий создавать цифровые приёмники рентгеновского изображения нового поколения для: - цифровой маммографии и макромолекулярной кристаллографии; - выполнения физических экспериментов в составе современной научной аппаратуры нового поколения; - развития областей медицинского, научного и промышленного приборостроения, обеспечивающие их преимущества и конкурентоспособность на зарубежном рынке; - создания научно-технического задела с применением интенсивных рентгеновских источников
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1004000 Министерство образования и науки Российской Федерации Прикладная
Промежуточный реферат №1
Объектом исследований являются арсенид галлиевые сенсоры рентгеновского излучения для матричных рентгеновских детекторов, использующихся в цифровой маммографии и макромолекулярной кристаллографии. Целью отчетного этапа ПНИ является выбор направления исследований. Для достижения цели отчётного этапа решаются задачи по постановке и предварительным исследованиям, поставленных перед ПНИ задач. В результате выполнения промежуточного этапа прикладных научных исследований (этап 1) получены следующие результаты: - выполнен аналитический обзор современной научно-технической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках проекта; - проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96. - выполнены обоснование и проработка вариантов технических решений по созданию многоэлементных сенсоров на основе арсенида галлия, компенсированного хромом, обеспечивающих последующую сборку и работу с бескорпусными микросхемами специализированной электроники типа Pilatus, Eiger и Mythеn; - выработаны требования к конструкции и электрофизическим характеристикам высокоомных GaAs структур; - сформулированы требования к конструкции и топологии сенсоров для различных чипов специализированной цифровой электроники; - подготовлены требования к методологии оценки качества и эксплуатационных характеристик многоэлементных сенсоров.
Инвентарный номер отчета (ИК): 215090860003 Дата регистрации ИК: 2015-09-08
Промежуточный реферат №2
Подготовлено техническое предложение на матричный арсенид галлиевый сенсор с активной площадью до 50 ? 50 мм?; сформулированы требования к электрофизическим характеристикам GaAs для изготовления 3- и 4-дюймовых GaAs- пластин; выполнен анализ распределения удельного сопротивления, эффективности сбора заряда, темнового тока и скорости счета фотонов в GaAs-матричных сенсорах. Предложены физические модели, определяющие вольт- амперные характеристики и профили электрического поля в GaAs-сенсорах. Подготовлено описание топологических вариантов сенсоров, совместимых с микросхемами Pilatus, Mythen, Eiger. Разработаны программа и методика испытаний детекторных структур, базовый технологический маршрут детекторного материала. За счет внебюджетных средств иностранного партнера изготовлен и протестирован прототип детектора на основе матричного GaAs-сенсора толщиной 500 мкм с Ni-контактами и микросхем Pilatus.
Инвентарный номер отчета (ИК): АААА-Б15- 215123060036-7 Дата регистрации ИК: 2015-12-30
Промежуточный реферат №3
Объектом исследований являются арсенид галлиевые сенсоры рентгеновского излучения для матричных рентгеновских детекторов, использующихся в цифровой маммографии и макромолекулярной кристаллографии. Целью отчетного этапа прикладных научных исследований (ПНИ) является корректировка спецификации, конструкции и технологии матричных детекторов по результатам исследований. В результате выполнения промежуточного этапа прикладного научного исследования (этап 3) получены следующие результаты: - изготовлена опытная партия и выполнены измерение электрофизических характеристик детекторных структур в виде пластин диаметром 3 дюйма при толщине 500- 900 мкм;. - разработан технологический маршрут изготовления матричных сенсоров с металлизацией чувствительных элементов на основе пленок никеля. - изготовлены и испытаны сборки GaAs Pilatus матричных сенсоров со специализированными микросхемами Pilatus; - изготовлены и испытаны сборки микрополосковых GaAs сенсоров со специализированными микросхемами Mythеn методом.
Инвентарный номер отчета (ИК): АААА-Б16- 216092350015-0 Дата регистрации ИК: 2016-09-23
Промежуточный реферат №4
Объектом исследований являются арсенид галлиевые сенсоры рентгеновского излучения для матричных рентгеновских детекторов, использующихся в цифровой маммографии и макромолекулярной кристаллографии. Целью отчетного этапа прикладных научных исследований (ПНИ) является изготовление, исследование характеристик и апробация опытных образцов матричных детекторов и сборок МЦИ на их основе. В результате выполнения этапа 4 прикладного научного исследования получены следующие результаты: разработан базовый технологический маршрут изготовления детекторного материала на пластинах арсенида галлия диаметром 4 дюйма c толщиной 500-900 мкм и изготовлены пробные пластин; изготовлена опытная партии детекторных структур в виде пластин диаметром 4 дюйма при толщине 500- 900 мкм в количестве 10 шт; проведены измерения электрофизических характеристик и конструктивно - технологических параметров опытной партии пластин диаметром 4 дюйма; экспериментально показано, что среднее значение удельного сопротивления детекторных GaAs структур диаметром 4 дюйма (102.2 +/- 0.2 мм) и толщиной 550 +/- 25 мкм составляет 0.98 +/- 0.13 ГОм×см; выполнены исследования вольт-амперных характеристик, чувствительности к воздействию рентгеновского излучения, эффективности сбора заряда, энергетического разрешения pad GaAs сенсоров на основе пластин диаметром 4 дюйма с толщиной чувствительного слоя в диапазоне 500-900 мкм; разработана топология матричных GaAs сенсоров на основе пластин диаметром 4 дюйма, совместимых с микросхемами первичной электроники Eiger; изготовлены и исследованы опытные образцы матричных GaAsсенсоров на основе пластин диаметром 4 дюйма, совместимых с микросхемами первичной электроники Eiger; разработан базовый технологический маршрут изготовления детекторного материала на пластинах арсенида галлия диаметром 4 дюйма при толщине 500-900 мкм. 1) Характеристики разрабатываемых сенсоров рентгеновского излучения и детекторов на их основе превосходят наиболее близкие аналоги. 2) Результаты обладают патентной новизной. 3) Результаты соответствуют требованиям к выполняемому проекту. 4) Результаты соответствуют мировому уровню.
Инвентарный номер отчета (ИК): АААА-Б16- 216102570030-1 Дата регистрации ИК: 2016-10-25
Заключительный реферат
Обобщение и оценка результатов проекта позволяет сделать следующие выводы: - экспериментально показано, что технология компенсации арсенида галлия n-типа проводимости хромом позволяет получать материал (GaAs) с величиной удельного сопротивления около 109 Ом?см, что близко к теоретическому пределу. - установлено, что при комнатной температуре вольт-амперные характеристики сенсоров на основе арсенида галлия, компенсированного хромом (GaAs), симметричны и близки к линейным в широком диапазоне напряжений смещения. - GaAs сенсоры характеризуются сбором преимущественно электронной компоненты заряда, при этом, величина произведения подвижности на время жизни для электронов достигает значений 10-4 см2/В, а для дырок около 10-6 cm2/V; - показано, что энергетическое разрешение (ПШПВ) GaAs матричных сенсоров с чипами Pilatus и Eiger составляет 2- 3 кэВ на линии 60 кэВ при комнатной температуре. - установлено, что пространственное разрешение GaAs матричных сенсоров составляет 2.5 и 6.6 пар линий/мм для сборок GaAs сенсоров с чипами Pilatus и Eiger, соответственно - показано, что воздействие ионизирующего излучения в течение 10 часов на GaAs сенсоры не приводит к появлению эффектов, связанных с поляризацией или радиационными повреждениями сенсоров; Технология создания GaAs структур и сенсоров позволяет производить матричные и микрополосковые сенсоры на пластинах GaAs диаметром 3, 4 дюйма с толщиной до 900 мкм.
Инвентарный номер отчета (ИК): Не указан Дата регистрации ИК: Не указана
Заказчик
Министерство образования и науки Российской Федерации, ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы», мероприятие Поддержка исследований в рамках сотрудничества с государствами - членами Европейского союза
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
29.19.31 ( ФИЗИКА. Физика твердых тел. Полупроводники. )
76.13.15 ( МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ. Медицинская техника. Медицинские комплексы, системы и приборы для функциональной диагностики. )
59.43.71 ( ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. Приборы для измерения ионизирующих излучений. Узлы, блоки, элементы, детали приборов для измерения ионизирующих излучений. )
537.311.322; 832500 14.587.21.0003
Ключевые слова
АРСЕНИД ГАЛЛИЯ,РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, МАММОГРАФИЯ, матричные рентгеновские детекторы, макромолекулярная кристаллография
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99