Razvoj sistema za detekcijo hitrih ionov

SKOBE, MATEVŽ (avtor), Jankovec, Marko (mentor), Vencelj, Matjaž (komentor)

Ionski žarki so odlično orodje za preučevanje materialov in mikrostruktur. Ena od teh analitskih tehnik temelji na detekciji in meritvi kinetične energije povratno sipanih ionov. Razvili smo sistem za tovrstno meritev, primeren tudi za delovanje v vakuumu. Zanj smo načrtali tiskano vezje na osnovi nabojnega predojačevalnika. Primerjali smo delovanje z dvema različnima polprevodniškima detektorjema: pin-fotodiodo in laboratorijsko sončno celico s pn-strukturo, oboje z odprto polprevodniško strukturo, da so delci α dosegli občutljivo prostornino. Meritve smo izvajali pri različnih fizikalnih pogojih in izhodni napetostni signal zajemali s hitrim pretvornikom AD. Naknadno smo jih obdelali v računalniškem orodju Scilab in tako pripravili izmerjene energijske spektre ter ocenili doseženo ločljivost sistema. Opazili smo tudi razlike v dvižnih časih izhodnega signala, kar kaže na različne hitrosti zbiranja naboja v različnih vrstah diod.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: nabiti delci, energijska ločljivost, nabojni predojačevalnik, polprevodniški detektor, delci α, vakuum.
• Vrsta gradiva: Diplomsko delo/naloga
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2021
• PID: 20.500.12556/RUL-132478
• COBISS.SI-ID: 82587907
• Datum objave v RUL: 27.10.2021

SKOBE, MATEVŽ, 2021, Razvoj sistema za detekcijo hitrih ionov [na spletu]. Diplomsko delo. [Dostopano 19 maj 2025]. Pridobljeno s: https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?lang=slv&id=132478

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Development of a fast ion detection system

Izvleček

Ion beams are an excellent tool for the study of materials and microstructures. One of these analytical techniques is based on detection and measurement of the backscattered ions’ kinetic energy. We developed a system for such measurements, suitable also for in-vacuum operation. We designed a custom printed circuit board based on a charge sensitive preamplifier. We compared the operational quality of two different semiconductor detectors: a pin-photodiode and a laboratory solar cell with a pn-structure, both with an open semiconductor structure so that α particles could reach the sensitive volume. Measurements were performed under various physical conditions. Output voltage signal was sampled with a fast AD converter. We analysed the data in the Scilab software suite, allowing us to prepare the measured energy spectra and estimate the achieved energy resolution. We noticed differences in the output signal rise times, revealing different charge collection velocities in different types of diodes.

• Ključne besede: charged particles, energy resolution, charge sensitive preamplifier, semiconductor detector, α particles, vacuum.