Timepix3 radiačná kamera s využitím pixelového senzora na báze karbidu kremíka
V rámci APVV projektu sme vyvinuli a pripravili pixelové senzory na báze 4H-SiC vysokokvalitnej epitaxnej vrstvy. SiC je perspektívny polovodičový materiál, ktorý má viacero výhod. Je to širokopásmový polovodič, ktorý je schopný pracovať až pri teplotách niekoľko sto stupňov Celzia. Okrem toho je aj vysoko radiačne odolný a tým vhodný ako senzor ionizujúceho žiarenia, najmä neutrónov a ťažkých nabitých častíc. Pripravili sme pixelové senzory optimalizované pre vyčítavací čip typu Timepix vyvinutý v CERNe. Detekčná časť sa skladá z 256×256 pixelov celkovej plochy 14,1×14,1 mm2. Pre vyčítavaciu elektroniku typu Timepix sme sa rozhodli, pretože umožňuje viacero typov spracovania signálov z pixelového senzora. Okrem bežného zobrazovacieho módu je k dispozícii aj spektrometrický mód, v ktorom vieme identifikovať energetické spektrum dopadajúceho ionizujúceho žiarenia a tiež časový mód, kde môžeme jednotlivé pixelové udalosti rozlišovať s časovou presnosťou až 1,2 ns. V spolupráci s firmou ADVACAM (Praha) boli po prvýkrát na svete pripravené 2 prototypy plne funkčných radiačných kamier na báze 4H-SiC senzora (obrázok vľavo). Obrázok vpravo ukazuje rtg obraz kostry sardinky, ktorý je kvalitatívne porovnateľný s obdobnými dostupnými kamerami na báze Si senzora. Využitie SiC kamery sa predpokladá hlavne pri detekcii neutrónov alebo pri zobrazovaní pomocou neutrónov, čo je doplnková aplikácia k rtg zobrazovaniu.
Elektrotechnický ústav SAV, v. v. i.
Riešitelia: B. Zaťko, N. Gál, J. Osvald, P. Boháček, E. Kováčová
(Realizátor ADVACAM Praha)
Projekt: APVV-18-0273
- ZAŤKO, Bohumír** - ŠAGÁTOVÁ, A. - GÁL, Norbert - NOVÁK, A. - OSVALD, Jozef - BOHÁČEK, Pavol - POLANSKY, Š. - JAKUBEK, J. - KOVÁČOVÁ, Eva. From a single silicon carbide detector to pixelated structure for radiation imaging camera. In Journal of Instrumentation, 2022, vol. 17, no. C12005. (2021: 1.121 - IF, Q4 - JCR, 0.428 - SJR, Q2 - SJR, karentované - CCC). (2022 - Current Contents, WOS, SCOPUS). ISSN 1748-0221. Dostupné na: https://doi.org/10.1088/1748-0221/17/12/C12005 Typ: ADCA