보론은 내화물 반도체-보론 카바이드를 형성할 수 있다는 점에서 중성자 포착에 효과적인 여러 가지 원소 중에서도 독특하다. 보론은 오랫동안 중성자 검출 반도체 소자, 신틸레이터를 이용한 중성자 검출기의 중성자 포획 원소, 수 퍼센트의 중성자 검출 효율을 가진 다이오드의 conversion layer에 쓰여 왔다. 보론을 더 효율적인, 완전 고체상인 중성자 검출기에 사용하도록 개발하는데 있어서의 난점은, 안정적인 보론이 풍부한 반도체 재료와 다이오드를 개발해야하는 문제점이었다. 그러한 소자는 여러 가지 척박한 환경에 적용할 수 있어야 한다. 부식, 고온, 마모에 강해야 할 것이다. 큰 단위 면적당 중성자 포획 능력 때문에 이러한 재료는 방사능 환경에서 또한 사용될 가능성을 가지고 있다[1]. 단결정이며 보론이 풍부한 보론 카바이드 반도체는 1959[2]년에 보론 카바이드의 성질과 합성에 관한 논문이 처음 발표된 이래로 오랫동안 연구되어 왔다. 1990년대에 들어서면서 비로소 반도체 보론-카바이드 재료와 전자 소자가 만들어졌으며, ...
보론은 내화물 반도체-보론 카바이드를 형성할 수 있다는 점에서 중성자 포착에 효과적인 여러 가지 원소 중에서도 독특하다. 보론은 오랫동안 중성자 검출 반도체 소자, 신틸레이터를 이용한 중성자 검출기의 중성자 포획 원소, 수 퍼센트의 중성자 검출 효율을 가진 다이오드의 conversion layer에 쓰여 왔다. 보론을 더 효율적인, 완전 고체상인 중성자 검출기에 사용하도록 개발하는데 있어서의 난점은, 안정적인 보론이 풍부한 반도체 재료와 다이오드를 개발해야하는 문제점이었다. 그러한 소자는 여러 가지 척박한 환경에 적용할 수 있어야 한다. 부식, 고온, 마모에 강해야 할 것이다. 큰 단위 면적당 중성자 포획 능력 때문에 이러한 재료는 방사능 환경에서 또한 사용될 가능성을 가지고 있다[1]. 단결정이며 보론이 풍부한 보론 카바이드 반도체는 1959[2]년에 보론 카바이드의 성질과 합성에 관한 논문이 처음 발표된 이래로 오랫동안 연구되어 왔다. 1990년대에 들어서면서 비로소 반도체 보론-카바이드 재료와 전자 소자가 만들어졌으며, 플라즈마 화학기상증착법으로 만들어진 이 보론-카바이드 반도체는 마이크로 내지는 나노 결정질이었다. 보론 카바이드 박막은 PECVD를 이용, 단일 원천 화합물인 closo-1,2-dicarbadodecarborane (C2B10H12; orthcarborane)로부터 제조되었다. 기판은 진공장비 안에서 Ar+ 가스로 300 mTorr 에서 30W 로 기판을 세척하였다. 보론 카바이드 박막증착은 맞춤 제작된 평판한 13.56 MHz radio-frequency 플라즈마화학기상증착 반응로[3]에서 이루어졌다. 실리콘 기판과 보론 카바이드 박막에 각각 은을 이용한 ohmic 접합을 만들었다. X-ray diffraction(XRD), I-V measurement, atomic force microscopy(AFM), transmission electron microscopy(TEM) 그리고 방사선 상태에서의 I-V특성 분석을 통하여 박막의 전기적․물리적 특성을 분석하였다.
보론은 내화물 반도체-보론 카바이드를 형성할 수 있다는 점에서 중성자 포착에 효과적인 여러 가지 원소 중에서도 독특하다. 보론은 오랫동안 중성자 검출 반도체 소자, 신틸레이터를 이용한 중성자 검출기의 중성자 포획 원소, 수 퍼센트의 중성자 검출 효율을 가진 다이오드의 conversion layer에 쓰여 왔다. 보론을 더 효율적인, 완전 고체상인 중성자 검출기에 사용하도록 개발하는데 있어서의 난점은, 안정적인 보론이 풍부한 반도체 재료와 다이오드를 개발해야하는 문제점이었다. 그러한 소자는 여러 가지 척박한 환경에 적용할 수 있어야 한다. 부식, 고온, 마모에 강해야 할 것이다. 큰 단위 면적당 중성자 포획 능력 때문에 이러한 재료는 방사능 환경에서 또한 사용될 가능성을 가지고 있다[1]. 단결정이며 보론이 풍부한 보론 카바이드 반도체는 1959[2]년에 보론 카바이드의 성질과 합성에 관한 논문이 처음 발표된 이래로 오랫동안 연구되어 왔다. 1990년대에 들어서면서 비로소 반도체 보론-카바이드 재료와 전자 소자가 만들어졌으며, 플라즈마 화학기상증착법으로 만들어진 이 보론-카바이드 반도체는 마이크로 내지는 나노 결정질이었다. 보론 카바이드 박막은 PECVD를 이용, 단일 원천 화합물인 closo-1,2-dicarbadodecarborane (C2B10H12; orthcarborane)로부터 제조되었다. 기판은 진공장비 안에서 Ar+ 가스로 300 mTorr 에서 30W 로 기판을 세척하였다. 보론 카바이드 박막증착은 맞춤 제작된 평판한 13.56 MHz radio-frequency 플라즈마화학기상증착 반응로[3]에서 이루어졌다. 실리콘 기판과 보론 카바이드 박막에 각각 은을 이용한 ohmic 접합을 만들었다. X-ray diffraction(XRD), I-V measurement, atomic force microscopy(AFM), transmission electron microscopy(TEM) 그리고 방사선 상태에서의 I-V특성 분석을 통하여 박막의 전기적․물리적 특성을 분석하였다.
Boron is unique amongst the most efficient elements for neutron capture in that it is also able to form a refractory semiconductor - boron carbide. Boron has long been used as a dopant in neutron detecting semiconductor devices, as the neutron capture element in scintillator - based neutron detector...
Boron is unique amongst the most efficient elements for neutron capture in that it is also able to form a refractory semiconductor - boron carbide. Boron has long been used as a dopant in neutron detecting semiconductor devices, as the neutron capture element in scintillator - based neutron detectors, and in conversion layers to make diodes with neutron detection efficiencies of a few percent. the difficulty in developing boron into more efficient all solid state neutron detectors has been the difficulty in making reliable semiconducting boron-rich materials and diodes. such devices would have applicability in a wide number of harsh conditions; they should be resistant to corrosive, high temperature, and mechanically abrasive environments. Because of the large neutron capture cross section, these materials could potentially be used as devices in radioactive environment as well. Single-crystal semiconducting boron - rich boron-carbide was sought for much of the time since the first thesis was presented on research on the synthesis and properties of boron carbide in 1959. It was not until the start of the 1990s that semiconducting boron-carbide materials and electronic devices were created, this semiconducting form of boron-carbide made by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) has thus far been micro- or nano-crystalline. The boron carbide thin films were fabricated by PECVD from a single source compound closo-1,2-dicarbadodecarborane (C2B10H12 ; orthocarborane). The substrates were further cleaned by Ar+ bombardment at 300 mTorr, 30W in the vacuum system. Deposition was carried out in a custom designed parallel plate 13.56 MHz radio-frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) reactor. Ohmic connections were made to n-type Si(111) and boron-carbide(B5C) thin film by silver. X-ray diffraction (XRD), diode I-V characteristics measurement, atomic force microscopy (AFM), transmission electron microscopy (TEM) measurements and diode I-V characteristics measurement in radiation were employed for film growth and diode characterization.
Boron is unique amongst the most efficient elements for neutron capture in that it is also able to form a refractory semiconductor - boron carbide. Boron has long been used as a dopant in neutron detecting semiconductor devices, as the neutron capture element in scintillator - based neutron detectors, and in conversion layers to make diodes with neutron detection efficiencies of a few percent. the difficulty in developing boron into more efficient all solid state neutron detectors has been the difficulty in making reliable semiconducting boron-rich materials and diodes. such devices would have applicability in a wide number of harsh conditions; they should be resistant to corrosive, high temperature, and mechanically abrasive environments. Because of the large neutron capture cross section, these materials could potentially be used as devices in radioactive environment as well. Single-crystal semiconducting boron - rich boron-carbide was sought for much of the time since the first thesis was presented on research on the synthesis and properties of boron carbide in 1959. It was not until the start of the 1990s that semiconducting boron-carbide materials and electronic devices were created, this semiconducting form of boron-carbide made by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) has thus far been micro- or nano-crystalline. The boron carbide thin films were fabricated by PECVD from a single source compound closo-1,2-dicarbadodecarborane (C2B10H12 ; orthocarborane). The substrates were further cleaned by Ar+ bombardment at 300 mTorr, 30W in the vacuum system. Deposition was carried out in a custom designed parallel plate 13.56 MHz radio-frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) reactor. Ohmic connections were made to n-type Si(111) and boron-carbide(B5C) thin film by silver. X-ray diffraction (XRD), diode I-V characteristics measurement, atomic force microscopy (AFM), transmission electron microscopy (TEM) measurements and diode I-V characteristics measurement in radiation were employed for film growth and diode characterization.
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