The deepest gratitude to my supervisor Professor George Panayiotakis for offering me the opportunity to make this PhD and for his continuous support and guidance during all these years

Ãéá íá âåëôéóôïðïéçèåß ç ðïéüôçôá ôçò ìáóôïãñáöéêÞò åéêüíáò êáé Üñá ç äéáãíùóôéêÞ ðëçñïöïñßá ç ïðïßá ëáìâÜíåôáé óôïõò Üìåóïõò øçöéáêïýò áíé÷íåõôÝò, áðáéôåßôáé ìßá ðñïóåêôéêÞ åðéëïãÞ ôïõ öùôïáãþãéìïõ õëéêïý ìå ìßá ôáõôü÷ñïíç åêëÝðôõíóç ôçò ôå÷íïëïãßáò ôïõ áíé÷íåõôÞ. ÁõôÜ ìðïñïýí íá åðéôåõ÷èïýí ìå ôçí ìåëÝôç ôçò öõóéêÞò ôùí äéáäéêáóéþí ó÷çìáôéóìïý ôïõ óÞìáôïò óôá õëéêÜ ôá ïðïßá ðñïáíáöÝñèçêáí áöïý ìå áõôüí ôïí ôñüðï ëáìâÜíïíôáé óçìáíôéêÝò ðëçñïöïñßåò ó÷åôéêÜ ìå ôï ó÷çìáôéóìü ôçò ôåëéêÞò åéêüíáò êáèþò åðßóçò êáé ãéá ôïõò ðáñÜãïíôåò ðïõ äéá ìïñöþíïõí êáé åðçñåÜæïõí ôçí ðïéüôçôÜ ôçò.

Ç ðïéüôçôá ôçò ìáóôïãñáöéêÞò åéêüíáò ó÷åôßæåôáé Üìåóá ìå ôá ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôçò. Ôá ðñùôïãåíÞ çëåêôñüíéá ôá ïðïßá ðáñÜãïíôáé åíôüò ôïõ öùôïáãþãéìïõ õëéêïý êáôÜ ôçí áêôéíïâüëçóç, áðïôåëïýí ôï ðñùôïãåíÝò óÞìá ôï ïðïßï ðñï÷ùñþíôáò ó÷çìáôßæåé ôï ôåëéêü óÞìá (åéêüíá) óôá çëåêôñüäéá ôïõ áíé÷íåõôÞ. Ùò åê ôïýôïõ, ôá ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôçò ìáóôïãñáöéêÞò åéêüíáò åîáñôþíôáé Üìåóá áðü ôá ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí. Ç ðåéñáìáôéêÞ Ýñåõíá äåí ìðïñåß íá áðïìïíþóåé êáé íá ìåëåôÞóåé áðïêëåéóôéêÜ êáé ìüíï ôá ðñùôïãåíÞ çëåêôñüíéá. Áðü ôçí Üëëç, ç Ýñåõíá ç ïðïßá Ý÷åé ãßíåé óôï ðåäßï ôçò öõóéêÞò ôïõ ó÷çìáôéóìïý ôïõ óÞìáôïò Ý÷åé áó÷ïëçèåß êýñéá ìå ôá öáéíüìåíá õóôÝñçóçò (lag êáé ghosting öáéíüìåíá), ìå ôçí åõáéóèçóßá êáé ôçí öùôïáãùãéìüôçôá üðùò åðßóçò ìå ôçí ïëßóèçóç, ôïí ðïëëáðëáóéáóìü, ôçí åðáíáóýíäåóç êáé ôçí óõëëïãÞ ôùí çëåêôñéêþí öïñÝùí. ÐáñÜëëçëá, ðáñÜ ôï ãåãïíüò üôé õðÜñ÷åé Ýíáò óçìáíôéêüò áñéèìüò åìðïñéêÜ äéáèÝóéìùí ðáêÝôùí ðñïóïìïßùóçò ðïõ êÜíïõí ÷ñÞóç ôùí ôå÷íéêþí Monte Carlo, üðùò åßíáé ãéá ðáñÜäåéãìá ôï EGS4 êáé ôï PENELOPE, äåí Ý÷ïõí ðñáãìáôïðïéçèåß óôá õëéêÜ ôá ïðïßá ðñïáíáöÝñèçêáí ìåëÝôåò åðß ôùí ÷áñáêôçñéóôéêþí ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí üðùò åßíáé ï áñéèìüò ôïõò êáé ïé åíåñãåéáêÝò, ãùíéáêÝò êáé ÷ùñéêÝò êáôáíïìÝò ôïõò ïýôå Ý÷åé äéåñåõíçèåß ç åðßäñáóç áõôþí ôùí ÷áñáêôçñéóôéêþí óôçí ôåëéêÞ åéêüíá.

Óôçí ðáñïýóá ÄéäáêôïñéêÞ ÄéáôñéâÞ äéåñåõíüíôáé ïé äéáäéêáóßåò ó÷çìáôéóìïý ôïõ áñ÷éêïý óÞìáôïò êáé ôá ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí óôá öùôïãáãþãéìá õëéêÜ ôá ïðïßá ðñïáíáöÝñèçêáí. ÐáñÜëëçëá, ðñáãìáôïðïéåßôáé ìßá ðñþôç ìåëÝôç ôçò åðßäñáóçò ôùí ÷áñáêôçñéóôéêþí ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí óôá ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôïõ ôåëéêïý óÞìáôïò, üðùò êáé ôçò êáôáíïìÞò ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ êáé ôùí çëåêôñïíéáêþí áëëçëåðéäñÜóåùí åéäéêüôåñá óôï a-Se. Ôï çëåêôñéêü ðåäßï êáé ïé çëåêôñïíéáêÝò áëëçëåðéäñÜóåéò åßíáé äýï âáóéêÝò ðáñÜìåôñïé óôçí áíÜðôõîç åíüò ïëïêëçñùìÝíïõ ìïíôÝëïõ ôï ïðïßï èá ðñïóïìïéþíåé ôï ó÷çìáôéóìü ôïõ ôåëéêïý óÞìáôïò êáé Ýôóé èá ìåëåôÜ ðëÞñùò ôçí åðßäñáóç ôùí ÷áñáêôçñéóôéêþí ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí óôá ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôçò ìáóôïãñáöéêÞò åéêüíáò.

ÓõãêåêñéìÝíá, áíáðôýóóåôáé Ýíá ìïíôÝëï ôï ïðïßï ÷ñçóéìïðïéåß ôå÷íéêÝò Monte Carlo ãéá ôçí ðñïóïìïßùóç ôçò ðáñáãùãÞò ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí êáôÜ ôçí áêôéíïâüëçóç óôá öùôïáãþãéìá õëéêÜ: a-Se, a-As2Se3, GaSe, GaAs, Ge, CdTe, CdZnTe, Cd0.8Zn0.2Te, ZnTe, PbO, TlBr, PbI2 êáé HgI2. Ôï ìïíôÝëï ðñïóïìïéþíåé ôéò áëëçëåðéäñÜóåéò ôùí öùôïíßùí ìå ôï õëéêü ôïõ áíé÷íåõôÞ (öùôïçëåêôñéêÞ áðïññüöçóç, óêÝäáóç Compton êáé óêÝäáóç Rayleigh) üðùò åðßóçò ôéò äéáäéêáóßåò áôïìéêÞò áðïäéÝãåñóçò (åêðïìðÞ öùôïíßùí öèïñéóìïý, Auger êáé Coster-Kronig çëåêôñïíßùí). Ïé ðáñáäï÷Ýò ïé ïðïßåò ãßíïíôáé óôï ìïíôÝëï ðñïêýðôïõí áðü ôï óõìâéâáóìü ìåôáîý áêñßâåéáò êáé áëãïñéèìéêÞò áðëüôçôáò. Èåùñåßôáé üôé óå üëá ôá óôïé÷åßá åêôüò ôùí âáñåþí Hg, Tl êáé Pb, ç öùôïçëåêôñéêÞ áðïññüöçóç åíüò öùôïíßïõ ðïõ Ý÷åé åíÝñãåéá ìåãáëýôåñç áðü ôçí åíÝñãåéá óýíäåóçò ôïõ Ê öëïéïý, ðñáãìáôïðïéåßôáé áðïêëåéóôéêÜ êáé ìüíï áðü áõôüí ôïí öëïéü. Áõôü äßíåé ãéá ðñïóðßðôïí ìïíïåíåñãåéáêü öÜóìá åíÝñãåéáò 20 keV óôï a-Se, 2.128 % ó÷åôéêÞ äéáöïñÜ ìåôáîý ôïõ áñéèìïý ôùí çëåêôñïíßùí ðïõ õðïëïãßæåôáé ìå ôï óõãêåêñéìÝíï ìïíôÝëï êáé ôïõ áñéèìïý ðïõ õðïëïãßæåôáé ìå ÷ñÞóç åíåñãþí äéáôïìþí ãéá ôçí öùôïçëåêôñéêÞ áðïññüöçóç áðü ôïõò äéáöüñïõò öëïéïýò. Ç áíôßóôïé÷ç ôéìÞ ãéá ôç óõíïëéêÞ åíÝñãåéá ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí åßíáé 2.33 %. Åðéðñüóèåôá, ç áðïäéÝãåñóç ôïõ Ì êáé ôùí åîþôáôùí öëïéþí äå ëáìâÜíåôáé õðüøéí. Áõôü Ý÷åé óáí áðïôÝëåóìá íá ãßíåôáé ìßá õðïåêôßìçóç ôïõ áñéèìïý ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí ìå åíÝñãåéåò ìéêñüôåñåò ôùí 4 keV óôá Hg, Tl êáé Pb éäéáßôåñá ãéá åíÝñãåéåò áêôßíùí × ìéêñüôåñåò áðü ôçí åíÝñãåéá óýíäåóçò ôïõ LIII õðïöëïéïý áõôþí ôùí óôïé÷åßùí. Ðáñüëáõôá, áöïý ç ìÝóç ìáóôïãñáöéêÞ åíÝñãåéá åßíáé ôçò ôÜîåùò ôùí 20 keV åíþ ðáñÜëëçëá ôá ÷áìçëÞò åíÝñãåéáò öùôüíéá áðïññïöüíôáé éó÷õñÜ áðü ôï ìáóôü, áõôÞ ç õðïåêôßìçóç äåí èåùñåßôáé óçìáíôéêÞ óõãêñéíüìåíç ìå ôçí ðñïóðÜèåéá äéáôÞñçóçò ôçò áëãïñéèìéêÞò ðïëõðëïêüôçôáò óå áðïäåêôÜ üñéá.

Ôá áðïôåëÝóìáôá ôá ïðïßá ëáìâÜíïíôáé áðü ôçí ðñïóïìïßùóç ÷ùñßæïíôáé óå ôÝóóåñéò êáôçãïñßåò. Ç ðñþôç êáôçãïñßá áöïñÜ ôéò åíåñãåéáêÝò êáôáíïìÝò ôùí öèïñéæüíôùí öùôïíßùí, ôùí ðñïóðéðôüíôùí êáé öèïñéæüíôùí öùôïíßùí ôá ïðïßá äéáöåýãïõí åìðñüóèéá êáé ïðßóèéá êáèþò åðßóçò ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí. Ç äåýôåñç êáôçãïñßá ó÷åôßæåôáé ìå ôéò áæéìïõèéáêÝò êáé ðïëéêÝò ãùíéáêÝò êáôáíïìÝò ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí. Ç ôñßôç êáôçãïñßá áöïñÜ ôéò ÷ùñéêÝò êáôáíïìÝò ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí êáé ôÝëïò ç ôÝôáñôç êáôçãïñßá ôéò áñéèìçôéêÝò êáôáíïìÝò ôùí öèïñéæüíôùí öùôïíßùí, ôùí ðñïóðéðôüíôùí êáé öèïñéæüíôùí öùôïíßùí ôá ïðïßá äéáöåýãïõí åìðñüóèéá êáé ïðßóèéá êáèþò åðßóçò ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí. Ôá áðïôåëÝóìáôá áõôÜ áöïñïýí 39 ìïíïåíåñãåéáêÜ öÜóìáôá, ìå åíÝñãåéåò ìåôáîý 2 êáé 40 keV, êáé 53 ìáóôïãñáöéêÜ öÜóìáôá óôá ïðïßá ïé ðëåéïíüôçôá ôùí öùôïíßùí Ý÷åé åíÝñãåéåò ìåôáîý 15 êáé 40 keV. Ôá öùôüíéá × ðñïóðßðôïõí êÜèåôá óôï êÝíôñï åíüò áíé÷íåõôÞ äéáóôÜóåùí 10 cm ðëÜôïò, 10 cm ìÞêïò êáé 1 mm ðÜ÷ïò. Ç åðéëïãÞ ôïõ 1 mm ðÜ÷ïõò Ýãéíå þóôå ï áñéèìüò ôüóï ôùí ðñïóðéðôüíôùí üóï êáé ôùí öèïñéæüíôùí öùôïíßùí ôá ïðïßá äéáöåýãïõí åìðñüóèéá íá åßíáé áìåëçôÝïò, áöïý ôá ðñïóðßðôïíôá êáé ôá öèïñßæïíôá öùôüíéá åßíáé ç êýñéá ðçãÞ ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí áðü ôç öùôïçëåêôñéêÞ áðïññüöçóÞ ôïõò.

Åðéðñüóèåôá, áíáðôýóóåôáé Ýíáò ìáèçìáôéêüò öïñìáëéóìüò ãéá ôçí ïëßóèçóç ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí ôïõ a-Se óôï êåíü êÜôù áðü ôçí åðßäñáóç åíüò çëåêôñéêïý ðåäßïõ ðõêíùôÞ êáé ìåëåôþíôáé ïé ðáñáãüìåíåò åíåñãåéáêÝò, ãùíéáêÝò êáé ÷ùñéêÝò êáôáíïìÝò ôùí çëåêôñïíßùí óôï çëåêôñüäéï óõëëïãÞò. Ï öïñìáëéóìüò âáóßæåôáé óôéò åîéóþóåéò êßíçóçò ôïõ Íåýôùíá êáé óôï èåþñçìá ìåôáâïëÞò ôçò êéíçôéêÞò åíÝñãåéáò.

Åðßóçò, Ýíá Þäç áíåðôõãìÝíï ìïíôÝëï õðïëïãéóìïý ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ óå Üìåóïõò áíé÷íåõôÝò a-Se õéïèåôåßôáé êáé åðáíåîåôÜæåôáé þóôå íá ðñïóáñìïóôåß óôï ìïíôÝëï ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí. Áíáðôýóóåôáé êþäéêáò ï ïðïßïò õðïëïãßæåé ôçí êáôáíïìÞ ôïõ çëåêôñéêïý äõíáìéêïý ïðïõäÞðïôå óôï a-Se ðÜíù áðü ôá pixel êáé ôá êåíÜ ìåôáîý ôùí pixel ôçò åíåñãïý ìÞôñáò, ÷ñçóéìïðïéþíôáò ôçí õðÜñ÷ïõóá áíáëõôéêÞ ëýóç, ôéò óõíïñéáêÝò óõíèÞêåò ôçò ðåñßðôùóÞò ìáò êáé ôçí áñéèìçôéêÞ ìÝèïäï Gauss-Jordan Elimination.

ÔÝëïò, áíáðôýóóåôáé ç äïìÞ êáé ï ìáèçìáôéêüò öïñìáëéóìüò åíüò ìïíôÝëïõ ôï ïðïßï èá ðñïóïìïéþíåé ôéò áëëçëåðéäñÜóåéò ôùí çëåêôñïíßùí óôï a-Se, ìå âÜóç õðÜñ÷ïíôá ìïíôÝëá ðñïóïìïßùóçò êáé áíåðôõãìÝíåò èåùñåßåò ôçò öõóéêÞò ôùí çëåêôñïíéáêþí áëëçëåðéäñÜóåùí. Ï öïñìáëéóìüò ðåñéëáìâÜíåé ôçí åëåýèåñç äéáäñïìÞ ôùí çëåêôñïíßùí, ôç äéáäéêáóßá åðéëïãÞò ôïõ åßäïõò ôçò çëåêôñïíéáêÞò áëëçëåðßäñáóçò, ôç äéáöïñéêÞ êáé ïëéêÞ åíåñãü äéáôïìÞ ôçò åëáóôéêÞò óêÝäáóçò êáé ôç äéáöïñéêÞ êáé ïëéêÞ åíåñãü äéáôïìÞ ôçò áíåëáóôéêÞò óêÝäáóçò ôüóï ìå ôïõò åóùôåñéêïýò öëïéïýò (Ê êáé L öëïéïß) üóï êáé ìå ôïõò åîùôåñéêïýò.

Ôá áðïôåëÝóìáôá äåß÷íïõí üôé ïé åíåñãåéáêÝò êáôáíïìÝò ôùí ðñïóðéðôüíôùí öùôïíßùí ôá ïðïßá äéáöåýãïõí ïðßóèéá Ý÷ïõí ðáñüìïéá ìïñöÞ ìå ôï öÜóìá áêôßíùí × åíþ äåí éó÷ýåé ôï ßäéï ãéá ôéò êáôáíïìÝò ôùí öùôïíßùí ôá ïðïßá äéáöåýãïõí åìðñüóèéá. Ôá ðñïóðßðôïíôá öùôüíéá ðïõ äéáöåýãïõí åìðñüóèéá Ý÷ïõí õøçëÝò åíÝñãåéåò êáé áñêåôÜ ðÜíù áðü ôéò áé÷ìÝò áðïññüöçóçò.

Åðßóçò, ôï ÷áñáêôçñéóôéêü ãíþñéóìá óôéò åíåñãåéáêÝò êáôáíïìÝò ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí ôùí PbI2 êáé HgI2 åßíáé ïé áé÷ìÝò ôùí áôïìéêþí áðïäéåãÝñóåùí. Ëüãù ôïõ ãåãïíüôïò üôé ç öùôïçëåêôñéêÞ áðïññüöçóç åßíáé ç êýñéá ìïñöÞ áëëçëåðßäñáóçò ôùí áêôßíùí × ìå ôçí ýëç óôéò ìáóôïãñáöéêÝò åíÝñãåéåò, ôá ðñùôïãåíÞ çëåêôñüíéá áðïôåëïýíôáé áðü öùôïçëåêôñüíéá, Auger êáé Coster-Kronig çëåêôñüíéá. Ùò åê ôïýôïõ, ïé áé÷ìÝò áðïäéÝãåñóçò áðïôåëïýíôáé áðü öùôïçëåêôñüíéá ôá ïðïßá ðñïÝñ÷ïíôáé áðü ôçí áðïññüöçóç ôùí öùôïíßùí öèïñéóìïý üðùò åðßóçò áðü Auger êáé Coster-Kronig çëåêôñüíéá. Óôá õðüëïéðá õëéêÜ ôá öùôïçëåêôñüíéá ôá ïðïßá ðáñÜãïíôáé áðü ôçí áðïññüöçóç ôùí ðñïóðéðôüíôùí öùôïíßùí åðçñåÜæïõí åðéðñüóèåôá ôç ìïñöÞ ôùí êáôáíïìþí. Åéäéêüôåñá, ðñïóäßäïõí óôéò êáôáíïìÝò ìßá ìïñöÞ ðáñüìïéá ìå åêåßíç ôïõ ðñïóðßðôïíôïò öÜóìáôïò ìåôáôïðéóìÝíï üìùò óå ÷áìçëüôåñåò åíÝñãåéåò.

Ôá ðñùôïãåíÞ çëåêôñüíéá ðñïôéìïýí íá åêðÝìðïíôáé åìðñüóèéá. Óôéò ìáóôïãñáöéêÝò åíÝñãåéåò, ôï ðïóïóôü ôùí çëåêôñïíßùí ðïõ åêðÝìðïíôáé åìðñüóèéá åßíáé ôçò ôÜîåùò ôïõ 60 % ìå ôçí ðéï ðéèáíÞ ðïëéêÞ ãùíßá åêðïìðÞò íá êõìáßíåôáé áðü 50ï ìÝ÷ñé 70ï. Åðéðñüóèåôá, ôá çëåêôñüíéá ðñïôéìïýí íá åêðÝìðïíôáé óå äýï ëïâïýò ãýñù áðü ôéò áæéìïõèéáêÝò ãùíßåò ö=0 êáé ö=ð. ÁíôéèÝôùò, Ý÷ïõí ôçí ìéêñüôåñç ðéèáíüôçôá åêðïìðÞò óôéò áæéìïõèéáêÝò ãùíßåò ö= ð/2 êáé 3ð/2 êáé ðáñÜëëçëá ìå ôïí Üîïíá ôçò äÝóìçò, ôüóï åìðñüóèéá üóï êáé ïðßóèéá. Ç ðáñïõóßá çëåêôñïíßùí Auger êáé Coster-Kronig áõîÜíåé ôçí áæéìïõèéáêÞ ïìïéïìïñößá, êÜôé ôï ïðïßï óçìáßíåé ìéêñüôåñç ôÜóç åêðïìðÞò çëåêôñïíßùí óôéò ö=0, ð êáé 2ð. Áõôü ïöåßëåôáé óôï ãåãïíüò üôé ôá çëåêôñüíéá áõôÜ åêðÝìïíôáé éóïôñïðéêÜ óôï ÷þñï. Óôéò ðñáêôéêÝò ìáóôïãñáöéêÝò åíÝñãåéåò (15-40 keV) ôá a-Se, a-As2Se3 êáé Ge Ý÷ïõí ôçí åëÜ÷éóôç áæéìïõèéáêÞ ïìïéïìïñößá åíþ ôá CdZnTe, Cd0.8Zn0.2Te êáé CdTe ôç ìÝãéóôç. Ç áæéìïõèéáêÞ ïìïéïìïñößá åßíáé ìßá áðü ôéò ðáñáìÝôñïõò ïé ïðïßåò êáèïñßæïõí ôéò ôñï÷éÝò ïëßóèçóçò ôùí çëåêôñïíßùí êáôÜ ôçí åöáñìïãÞ åíüò çëåêôñéêïý ðåäßïõ êáé ùò åê ôïýôïõ åßíáé Ýíáò ðáñÜãïíôáò ï ïðïßïò åðçñåÜæåé ôá ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôçò ôåëéêÞò åéêüíáò.

ÊáôÜ ðñïóÝããéóç ôï 80 % ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí ðáñÜãïíôáé óôï óçìåßï ðñüóðôùóçò ôùí áêôßíùí × óå üëá ôá õëéêÜ ôá ïðïßá ìåëåôþíôáé. Ôï ãåãïíüò áõôü ïöåßëåôáé ôüóï óôï üôé ç öùôïçëåêôñéêÞ áðïññüöçóç ôùí ðñïóðéðôüíôùí öùôïíßùí, ç ïðïßá áêïëïõèåßôáé áðü ôçí áôïìéêÞ áðïäéÝãåñóç êáôÜ ôç äéÜñêåéá ôçò ïðïßáò ðáñÜãïíôáé Auger êáé Coster Kronig çëåêôñüíéá, ëáìâÜíåé ÷þñá ó÷åäüí áðïêëåéóôéêÜ óôï óçìåßï áõôü üóï êáé óôï üôé ôá ðñïóðßðôïíôá öùôüíéá ôá ïðïßá óêåäÜæïíôáé ìå Compton ðáñÜãïõí êáé áõôÜ ìå ôç óåéñÜ ôïõò ðñùôïãåíÞ çëåêôñüíéá óôï ßäéï óçìåßï. Ôüóï ïé xy (óôï åðßðåäï ôïõ áíé÷íåõôÞ) üóï êáé ïé yz (êáôÜ âÜèïò) çëåêôñïíéáêÝò ÷ùñéêÝò êáôáíïìÝò åðçñåÜæïíôáé áðü ôç óêÝäáóç ôùí öùôïíßùí üðùò åðßóçò áðü ôçí åêðïìðÞ öùôïíßùí öèïñéóìïý. Ïé êáôáíïìÝò ôùí a-Se, a-As2Se3, GaSe, GaAs, Ge, PbO êáé TlBr åßíáé ó÷åäüí áíåîÜñôçôåò ôïõ ìáóôïãñáöéêïý öÜóìáôïò, ìéáò êáé ïé áé÷ìÝò áðïññüöçóÞò ôïõò Ý÷ïõí ÷áìçëÝò åíÝñãåéåò, åíþ áõôÝò ôùí CdTe, CdZnTe, Cd0.8Zn0.2Te, ZnTe, PbI2 êáé HgI2 ðáñïõóéÜæïõí öáóìáôéêÞ åîÜñôçóç, ëüãù ôïõ üôé êÜðïéåò áé÷ìÝò áðïññüöçóÞò ôïõò Ý÷ïõí õøçëüôåñåò åíÝñãåéåò. Ãéá ôï ðñáêôéêü ìáóôïãñáöéêü åýñïò åíåñãåéþí êáé óôï ðñùôáñ÷éêü áõôü óôÜäéï ôçò äçìéïõñãßáò ôïõ ðñùôïãåíïýò óÞìáôïò, ôï a-Se ðáñïõóéÜæåé ôçí êáëýôåñç åíäïãåíÞ ÷ùñéêÞ äéáêñéôéêÞ éêáíüôçôá óõãêñéôéêÜ ìå ôá õðüëïéðá õëéêÜ. Ôï ãåãïíüò áõôü ìðïñåß íá áðïôåëåß ìßá Ýíäåéîç üôé ç äéáêñéôéêÞ éêáíüôçôá ôïõ a-Se åßíáé áíþôåñç. Ãéá üëá ôá õëéêÜ ôá üðïéá ìåëåôþíôáé êáèþò åðßóçò ãéá üëá ôá ðñïóðßðôïíôá öÜóìáôá áêôßíùí ×, ç ðëåéïíüôçôá ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí ðáñÜãåôáé åíôüò ôùí ðñþôùí 300 ìm áðü ôçí åðéöÜíåéá ôïõ áíé÷íåõôÞ. Ôï PbO ðáñïõóéÜæåé ôï ìéêñüôåñï ÷þñï ìÝóá óôïí ïðïßï ìðïñïýí íá ðáñá÷èïýí ðñùôïãåíÞ çëåêôñüíéá, ìå áêôßíá R=200 ìm êáé âÜèïò Dmax=320 ìm, åíþ ôï CdTe ôï ìåãáëýôåñï, ìå áêôßíá R=500 ìm êáé âÜèïò Dmax=660 ìm.

Óôï óôÜäéï ðáñáãùãÞò ôïõ áñ÷éêïý óÞìáôïò êáé ãéá ôá ôõðéêÜ ðÜ÷ç áíé÷íåõôþí (300-1000 ìm), ôï ìÝóï ðïóïóôü ôçò ðñïóðßðôïõóáò åíÝñãåéáò ôï ïðïßï ìåôáöÝñåôáé óôá ðñùôïãåíÞ çëåêôñüíéá åßíáé 97 % åíþ ôï ìéêñüôåñï åßíáé 84.5 % (CdTe óôá 32 keV). Ôï ìÝãéóôï ðïóïóôü äéáöõãÝíôùí öùôïíßùí öèïñéóìïý åßíáé 30.701 % (a-Se óôá 13 keV) åíþ ï ìÝóïò üñïò åßíáé 7.482 %. Ïé áíôßóôïé÷åò ôéìÝò ãéá ôá äéáöõãÝíôá ðñïóðßðôïíôá öùôüíéá åßíáé 6 % (GaSe óôá 40 keV) êáé 0.405%. Óå üëá ôá õëéêÜ êáé ôéò åíÝñãåéåò, åêôüò ôùí Eµ §30 keV óôá a-Se, a-As2Se3, GaSe, GaAs êáé Ge (åëáöñÜ õëéêÜ), ôá öùôüíéá äéáöåýãïõí ïðßóèéá åíþ ç óõíôñéðôéêÞ ôïõò ðëåéïíüôçôá åßíáé öùôüíéá öèïñéóìïý. Ç äéáöõãÞ ôùí öùôïíßùí öèïñéóìïý êáé ç áôïìéêÞ áðïäéÝãåñóç åßíáé ïé ðáñÜãïíôåò ïé ïðïßïé åðçñåÜæïõí ôçí ðáñáãùãÞ ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí. Ï áñéèìüò ôïõò áõîÜíåé óå åíÝñãåéåò ìåãáëýôåñåò ôùí Ê áé÷ìþí ôùí åëáöñþí õëéêþí, ôùí Ê áé÷ìþí ôïõ Cd êáé ôïõ Ôe üðùò êáé ôùí L áé÷ìþí ôùí Pb, Hg êáé Ôl óôéò ïðïßåò ðáñáôçñåßôáé ìåßùóç ôçò äéáöõãÞò ôùí öèïñéæüíôùí öùôïíßùí êáé ç áðïññüöçóÞ ôïõò óõíïäåýåôáé áðü ìáêñïóêåëåßò áôïìéêÝò áðïäéåãÝñóåéò. Ãéá åíÝñãåéåò ŵ §30 keV óôá åëáöñÜ õëéêÜ, ï áñéèìüò ôùí öùôïíßùí ôá ïðïßá äéáöåýãïõí åìðñüóèéá áõîÜíåé, ëüãù ôçò äéáöõãÞò ðñïóðéðôüíôùí öùôïíßùí, êáé ãßíåôáé ìåãáëýôåñïò ôïõ áñéèìïý ôùí öùôïíßùí ðïõ äéáöåýãïõí ïðßóèéá. Åðéðñüóèåôá, ç ðáñáãùãÞ ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí åðçñåÜæåôáé êáé áðü ôç äéáöõãÞ ôùí ðñùôïãåíþí öùôïíßùí ç ïðïßá ìåéþíåé ôïí áñéèìü ôïõò. Ôï a-Se Ý÷åé ôïí ìéêñüôåñï ðáñáãüìåíï áñéèìü ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí ãéá ôï ðñáêôéêü ìáóôïãñáöéêü åýñïò åíåñãåéþí.

Ôá áðïôåëÝóìáôá ôá ïðïßá áöïñïýí ôá ðñùôïãåíÞ çëåêôñüíéá ôïõ a-Se ôá ïðïßá ïëéóèáßíïõí óôï êåíü êÜôù áðü ôçí åðßäñáóç çëåêôñéêïý ðåäßïõ ðõêíùôÞ êáé öôÜíïõí óôï çëåêôñüäéï óõëëïãÞò, äßíïõí óå ðñþôç ðñïóÝããéóç ôçí åðßäñáóç ôùí ÷áñáêôçñéóôéêþí ôïõ ðñùôïãåíïýò óÞìáôïò óôá ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôïõ ôåëéêïý óÞìáôïò. Ïé åíåñãåéáêÝò êáôáíïìÝò ôùí çëåêôñïíßùí åßíáé ìåôáôïðéóìÝíåò óå ëßãï ìåãáëýôåñåò åíÝñãåéåò åíþ õðÜñ÷åé êáé ìßá ìéêñÞ äéáöïñïðïßçóç ôçò ìïñöÞò ôïõò. Áõôü ïöåßëåôáé óôï ãåãïíüò üôé, üðùò óçìåéþèçêå ðéï ðÜíù, ç ðëåéïíüôçôá ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí ðáñÜãåôáé åíôüò ôùí ðñþôùí 300 ìm áðü ôçí åðéöÜíåéá ôïõ áíé÷íåõôÞ, äçëáäÞ ðïëý êïíôÜ óôï çëåêôñüäéï óõëëïãÞò. ¢ìåóï åðáêüëïõèï áõôïý åßíáé üôé ôá ðåñéóóüôåñá çëåêôñüíéá óáñþíïíôáé óå ÷ñüíïõò t<5 x 10-12 s åíþ ôï óÞìá (çëåêôñéêüò ðáëìüò) Ý÷åé ìßá äéÜñêåéá ìéêñüôåñç ôùí 7.2 x 10-11 s. Ëüãù ôïõ üôé ôï 80 % ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí ðáñÜãåôáé óôï óçìåßï ðñüóðôùóçò ôùí áêôßíùí ×, ç ðëåéïíüôçôá ôùí çëåêôñïíßùí óõëëÝãåôáé óôï óçìåßï áõôü. Ôï FWHM ôçò PSF ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí óôï çëåêôñüäéï õøçëÞò ôÜóçò åßíáé ó÷åäüí 5.5 öïñÝò ìåãáëýôåñï áðü ôçí áñ÷éêÞ ôïõ ôéìÞ. Åðéðñüóèåôá, ïé xy ÷ùñéêÝò êáôáíïìÝò ôïõò ðáñïõóéÜæïõí äýï áíôéäéáìåôñéêÜ áíôßèåôïõò ëïâïýò ãýñù áðü ôïí Üîïíá y=0 üðùò åðßóçò Ýíáí äáêôýëéï áêôßíáò 2 mm ðåñßðïõ. Ïé äýï ëïâïß ïöåßëïíôáé óôï ãåãïíüò üôé ôï çëåêôñéêü ðåäßï åöáñìüæåôáé êÜèåôá óôïí áíé÷íåõôÞ ìå áðïôÝëåóìá ïé áæéìïõèéáêÝò ãùíéáêÝò êáôáíïìÝò ôùí çëåêôñïíßùí íá ìçí åðçñåÜæïíôáé êáôÜ ôçí ïëßóèçóÞ ôïõò. Ï äáêôýëéïò ïöåßëåôáé óôá çëåêôñüíéá Auger ôá ïðïßá åêðÝìðïíôáé éóïôñïðéêÜ. ÔÝëïò, üëá ôá óõëëåãüìåíá çëåêôñüíéá Ý÷ïõí ðïëéêÝò ãùíßåò è>ð/2 ìå ôçí ðéï ðéèáíÞ ãùíßá íá åßíáé ç è=1.92 rad ~ 111o.

ÓõìðåñáóìáôéêÜ, ðñáãìáôïðïéåßôáé êáôáñ÷Þí ìßá óõãêñéôéêÞ ìåëÝôç ìåôáîý ôùí äéáöüñùí öùôïáãþãéìùí õëéêþí, óå ìßá ðëåéÜäá ìïíïíåñãåéáêþí êáé ðïëõåíåñãåéáêþí öáóìÜôùí ôá ïðïßá êáëýðôïõí ôéò ìáóôïãñáöéêÝò åíÝñãåéåò, êáé ç ïðïßá áöïñÜ ôïí áñéèìü êáé ôçí åíÝñãåéá ôùí öèïñéæüíôùí êáé äéáöõãÝíôùí öùôïíßùí áëëÜ êáé ôïí áñéèìü, ôçí åíÝñãåéá êáé ôéò ãùíéáêÝò êáé ÷ùñéêÝò êáôáíïìÝò ôùí çëåêôñïíßùí, óôï óôÜäéï ó÷çìáôéóìïý ôïõ ðñùôïãåíïýò óÞìáôïò. Ç ìïíïåíåñãåéáêÞ ðåñßðôùóç, öùôßæåé ôéò öõóéêÝò äéáäéêáóßåò ðïõ ëáìâÜíïõí ÷þñá óôçí ðáñáãùãÞ ôïõ áñ÷éêïý óÞìáôïò ìå áðïôÝëåóìá íá åðéôñÝðåôáé ôüóï ç äéåñåýíçóç ôùí ÷áñáêôçñéóôéêþí ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí êáèþò åðßóçò êáé ôùí ðáñáãüíôùí ðïõ åðçñåÜæïõí áõôÜ ôá ÷áñáêôçñéóôéêÜ. Ç ðïëõåíåñãåéáêÞ ðåñßðôùóç, ðáñÝ÷åé ðëçñïöïñßá óå ó÷Ýóç ìå ôçí åîÜñôçóç áõôþí ôùí ÷áñáêôçñéóôéêþí áðü ôï ðñïóðßðôïí ìáóôïãñáöéêü öÜóìá. ¸ôóé åðéôñÝðåôáé ìßá ðñþôç åðéëïãÞ ôùí ðéï êáôÜëëçëùí õëéêþí. Ëüãù ôïõ üôé ôá TlBr, GaAs, GaSe, ZnTe êáé CdTe ðáñïõóéÜæïõí áðü ôïõò ìåãáëýôåñïõò áñéèìïýò ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí êáé Ý÷ïõí õøçëÞ åõáéóèçóßá (Wµ §~6 eV), èá ìðïñïýóáí íá áðïôåëÝóïõí ôçí êáëýôåñç åðéëïãÞ ìå âÜóç ôï êñéôÞñéï ôïõ õøçëïý gain-amplification ôïõ óÞìáôïò. Áðü ôçí Üëëç, ôá a-Se, a-As2Se3 êáé Ge ðáñïõóéÜæïõí áðü ôéò êáëýôåñåò åíäïãåíåßò ÷ùñéêÝò äéáêñéôéêÝò éêáíüôçôåò êáé ôçí ìéêñüôåñç áæéìïõèéáêÞ ïìïéïìïñößá. ÄåäïìÝíïõ üôé ðáñïõóßá çëåêôñéêïý ðåäßïõ ìéêñÞ áæéìïõèéáêÞ ïìïéïìïñößá óõíåðÜãåôáé õðïâÜèìéóç ôçò äéáêñéôéêÞò éêáíüôçôáò êõñßùò óå ìßá äéÜóôáóç, áõôÜ ôá õëéêÜ èá ìðïñïýóáí íá èåùñçèïýí áðü ôéò êáëýôåñåò åðéëïãÝò ìå âÜóç ôï êñéôÞñéï ôçò õøçëÞò äéáêñéôéêÞò éêáíüôçôáò. Ëüãù ôïõ üôé ôï PbO ðáñïõóéÜæåé ôï ìéêñüôåñï âÜèïò ðáñáãùãÞò ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí (Dmax=320 ìm), åßíáé ç êáëýôåñç åðéëïãÞ ìå âÜóç ôï êñéôÞñéï ôïõ åëÜ÷éóôïõ áðáéôïýìåíïõ ðÜ÷ïõò öùôïáãùãïý. ÔÝëïò ôá PbI2 êáé HgI2 èá ìðïñïýóáí íá áðïôåëÝóïõí ôéò êáëýôåñåò åðéëïãÝò ìå âÜóç üëá ôá êñéôÞñéá áöïý:

¸÷ïõí õøçëÞ åõáéóèçóßá (Wµ §~4.5 eV) êáé Ýíáí ìÝóï áñéèìü ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí.

Ç áæéìïõèéáêÞ ôïõò ïìïéïìïñößá, ç äéáêñéôéêÞ ôïõò éêáíüôçôá êáé ôï åëÜ÷éóôï áðáéôïýìåíï ðÜ÷ïò öùôïáãùãïý êõìáßíïíôáé óôï ìÝóï üñï.

Óå áíôßèåóç ìå ôá äéáèÝóéìá ðáêÝôá ðñïóïìïßùóçò, üðùò ôï EGS4 êáé ôï PENELOPE, óôá ïðïßá ãßíåôáé ÷ñÞóç åíåñãþí äéáôïìþí ãéá ôçí öùôïçëåêôñéêÞ áðïññüöçóç áðü ôïõò äéáöüñïõò öëïéïýò åíþ ç áôïìéêÞ áðïäéÝãåñóç áêïëïõèåßôáé ìÝ÷ñé ôïõò åîþôáôïõò öëïéïýò, ïé ðñïóåããßóåéò ïé ïðïßåò ãßíïíôáé óôï ðáñüí ìïíôÝëï áðëïõóôåýïõí ôçí öùôïçëåêôñéêÞ áðïññüöçóç êáé ôçí áôïìéêÞ áðïäéÝãåñóç. ¸ôóé, ï õðïëïãéóôéêüò ÷ñüíïò óõíôçñåßôáé êÜôù áðü áðïäåêôÜ üñéá (<20 min. ãéá Pentium 4, 2.8 GHz, 448 MB RAM) åíþ ôáõôü÷ñïíá ç åãêõñüôçôá êáé áêñßâåéá ôùí áðïôåëåóìÜôùí äåí áëëïéþíåôáé.

Áðü ôçí Üëëç, ôá áðïôåëÝóìáôá ôá ïðïßá áöïñïýí ôá ðñùôïãåíÞ çëåêôñüíéá ôïõ a-Se ôá ïðïßá ïëéóèáßíïõí óôï êåíü êÜôù áðü ôçí åðßäñáóç çëåêôñéêïý ðåäßïõ ðõêíùôÞ êáé öôÜíïõí óôï çëåêôñüäéï óõëëïãÞò, ðáñÜ ôï ãåãïíüò üôé áöïñïýí ìßá ìç ñåáëéóôéêÞ ðåñßðôùóç, åíôïýôïéò äßíïõí ìßá ðñþôç ðñïóÝããéóç ôçò åðßäñáóçò ôùí ÷áñáêôçñéóôéêþí ôùí ðñùôïãåíþí çëåêôñïíßùí óôá ÷áñáêôçñéóôéêÜ ôïõ ôåëéêïý óÞìáôïò. Ðáñüëáõôá, ìßá ïëïêëçñùôéêÞ ðñïóïìïßùóç ôçò äéÝëåõóçò ôïõ óÞìáôïò ìÝóá óôïí öùôïáãùãü ìÝ÷ñé ôá çëåêôñüäéá óõëëïãÞò áðáéôåßôáé ãéá íá åîá÷èïýí ôåëéêÜ óõìðåñÜóìáôá ðïõ èá áöïñïýí ôç óõó÷Ýôéóç ôùí ÷áñáêôçñéóôéêþí ôåëéêïý êáé ðñùôïãåíïýò óÞìáôïò êÜôé ôï ïðïßï èá åðÝôñåðå ôçí åðéëïãÞ ôùí ðéï êáôÜëëçëùí öùôïáãþãéìùí õëéêþí ãéá ôïõò Üìåóïõò áíé÷íåõôÝò åíåñãïý ìÞôñáò êáé ôç âåëôéóôïðïßçóç ôïõ ó÷åäéáóìïý ôïõò. Ôç âÜóç ãéá ôçí áíÜðôõîç åíüò ôÝôïéïõ ìïíôÝëïõ ìðïñïýí íá áðïôåëÝóïõí ïé öïñìáëéóìïß ðïõ ðáñïõóéÜæïíôáé ãéá ôïí õðïëïãéóìü ôïõ çëåêôñéêïý ðåäßïõ êáé ôçí ðñïóïìïßùóç ôùí çëåêôñïíéáêþí áëëçëåðéäñÜóåùí óôï a-Se. Åíôïýôïéò, ï öïñìáëéóìüò ôùí çëåêôñïíéáêþí áëëçëåðéäñÜóåùí óôï a-Se ÷ñåéÜæåôáé íá åêëåðôõíèåß óå ó÷Ýóç ìå ôçí öõóéêÞ ôïõ êáé íá åìðëïõôéóôåß ìå åõêéíçóßåò êáé ÷ñüíïõò æùÞò öïñÝùí üðùò åðßóçò ìå ìç÷áíéóìïýò ðáãßäåõóçò, åðáíáóýíäåóçò êáé ïëßóèçóçò öïñÝùí. ÔÝëïò ôï ìïíôÝëï èá ðñÝðåé íá åðéâåâáéùèåß åßôå ðåéñáìáôéêÜ åßôå èåùñçôéêÜ. Ôá óõãêåêñéìÝíá æçôÞìáôá èá áðïôåëÝóïõí êáé ôï áíôéêåßìåíï ôçò ìåëëïíôéêÞò Ýñåõíáò.

Directory: jspui -> bitstream
bitstream -> College day annual report
bitstream -> Review of coastal ecosystem management to improve the health and resilience of the Great Barrier Reef World Heritage Area
bitstream -> A. gw student and alumni numbers summary 3
bitstream -> Advances in Imaging from the first x-ray Images
bitstream -> Clustering Microarray Data within Amorphous Computing Paradigm and Growing Neural Gas Algorithm
bitstream -> Навчальний посібник Для студентів економічних І правових спеціальностей немовних вузів Суми двнз "уабс нбу" 2014