Calculation of the displacement cross sections and the DPA distribution in hydrogenated amorphous silicon semiconductors detectors in medical digital imaging applications
Main Article Content
Abstract
In present paper the dependence of the displacement cross sections of the different species of atoms in the a-Si:H structure, with the energy of the secondary electrons generated by the X-rays of the typical energies using in medical imaging applications, was calculated using the Mott-McKinley-Feshbach approach. It was verified that for electron energies higher than 1.52 keV it is possible the occurrence of hydrogen atoms displacements, while for the silicon atoms the threshold energy is 126 keV. These results were compared with those obtained for similar detectors but developed with crystalline silicon. With the use of the mathematical simulation of the radiation transport in the matter, the energy spectrum of the secondary electrons was calculated in order to estimate the number of atomic displacements, which take place in the semiconducting amorphous device in working regime.
The spatial distribution of the dpa in the detectors volume, as well as its behavior with the depth in the
work region are presented and discussed in the text.
The spatial distribution of the dpa in the detectors volume, as well as its behavior with the depth in the
work region are presented and discussed in the text.
Article Details
How to Cite
Leyva Fabelo, A., Piñera Hernández, I., Shtejer Díaz, K., Abreu Alfonso, Y., & Cruz Inclán, C. M. (1). Calculation of the displacement cross sections and the DPA distribution in hydrogenated amorphous silicon semiconductors detectors in medical digital imaging applications. Nucleus, (41). Retrieved from http://nucleus.cubaenergia.cu/index.php/nucleus/article/view/493
Issue
Section
Ciencias Nucleares
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Aquellos autores/as que tengan publicaciones con esta revista, aceptan los términos siguientes:
- Los autores/as conservarán sus derechos de autor y garantizarán a la revista el derecho de primera publicación de su obra, el cuál estará simultáneamente sujeto a la Licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) que permite a terceros compartir la obra siempre que se indique su autor y su primera publicación esta revista. Bajo esta licencia el autor será libre de:
- Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
- Adaptar — remezclar, transformar y crear a partir del material
- El licenciador no puede revocar estas libertades mientras cumpla con los términos de la licencia
Bajo las siguientes condiciones:
- Reconocimiento — Debe reconocer adecuadamente la autoría, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se han realizado cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de una manera que sugiera que tiene el apoyo del licenciador o lo recibe por el uso que hace.
- NoComercial — No puede utilizar el material para una finalidad comercial.
- No hay restricciones adicionales — No puede aplicar términos legales o medidas tecnológicas que legalmente restrinjan realizar aquello que la licencia permite.
- Los autores/as podrán adoptar otros acuerdos de licencia no exclusiva de distribución de la versión de la obra publicada (p. ej.: depositarla en un archivo telemático institucional o publicarla en un volumen monográfico) siempre que se indique la publicación inicial en esta revista.
- Se permite y recomienda a los autores/as difundir su obra a través de Internet (p. ej.: en archivos telemáticos institucionales o en su página web) antes y durante el proceso de envío, lo cual puede producir intercambios interesantes y aumentar las citas de la obra publicada. (Véase El efecto del acceso abierto).
La Revista Nucleus solo aceptará contribuciones que no hayan sido previamente publicados y/o procesados, por otra publicación. Cualquier violación ese sentido será considerada una falta grave por parte del autor principal lo cual será objeto valoración por parte del Consejo Editorial, el cual dictaminará al respecto.
References
[1] MOARES D. Advance solid state detector Technology for particle detection. 10th Workshop on Electronics for LHC and Future Experiments. Boston, 2004. 13-17 September.
[2] MCKINLEY WA, FESHBACH H. Phys. Rev. 1948; 74: 1759.
[3] CURR RM. Proc. Phys. Soc. A. 1955; 68: 156.
[4] TAKAHASHI M, KONAGAI M. Amorphous Silicon Solar Cells. London: North Oxford Academic Publisher Ltd, 1986.
[5] WEAST RC. Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton: Chemical Rubber Corp, 1998.
[6] KOSTESKI T. Tritiated Amorphous Silicon Films and Devices. Thesis for the degree of Doctor of Philosophy. University of Toronto. 2001.
[7] VAN SWAAIJ RACMM, ANNIS AD, SEALY BJ. J. Appl. Phys. 1997; 82 (10): 4800-4804.
[8] WEHRSPOHN RB, DEANE SC, FRENCH ID, et al. J. Appl. Phys. 2000; 87 (11): 144-154.
[9] SCHNEIDER U, SCHODER B. Amorphous Silicon and Related Materials. Singapore: World Scientific, 1988.
[10] MOLLER W. Appl Phys A. 1993; 56: 527.
[11] HACKLER WA, KIKUCHI CH. Study of Lituium mobility in ittadiated silicon. Technical Report ORA Project 04381, NASA. 1966.
[12] HIRAIWA A, KOBAYASHI T. J. Appl. Phys. 1991; 70: 309.
[13] TADA HY, CARTER JR, ANSPAUGH JRBE, DOWNING RG. Solar Cell Radiation. Handbook. Third Edition. JPL Publication, 1982; 82-69.
[14] HAN M, BENNETT JC, ZHANG Q, et al. Thin Solid Films. 2006; 514: 58-62.
[15] SUMMERS A, et al. Trans Nucl Sci. 1993;( 40): 1372.
[16] SUMMERS A, et al. Trans Nucl Sci. 1993;( 40): 1372. B
[17] LEYVA A. Informe Técnico de la Salida contratada en octubre de 2005. PRN/7-2/11. AENTA. 2005.
[18] BOUDRY LM, ANTONUK LE. Med. Phys. 1996; 23 (5): 743-753.
[19] ROHR P. Amorphous silicon based matrix detectors for X-ray Imaging. User Meeting Workshop. ESRF. Grenoble, Febrary 2003.
[20] SHIMIZU T, MAEHARA T, MASAHIRO M, et al. Jpn.J.Appl.Phys. 2001; 40: 1244-1245.
[21] IMAGAWA O, YASUDA K, YOSHIDA A. Jpn. J. Appl. Phys. 1989; 66 (10): 4719-4722.
[22] ANTONUK LE, BOUDRY LM, YORKSTON J, et al. Nucl. Inst. Meth. A. 1990; 299: 143-146.
[2] MCKINLEY WA, FESHBACH H. Phys. Rev. 1948; 74: 1759.
[3] CURR RM. Proc. Phys. Soc. A. 1955; 68: 156.
[4] TAKAHASHI M, KONAGAI M. Amorphous Silicon Solar Cells. London: North Oxford Academic Publisher Ltd, 1986.
[5] WEAST RC. Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton: Chemical Rubber Corp, 1998.
[6] KOSTESKI T. Tritiated Amorphous Silicon Films and Devices. Thesis for the degree of Doctor of Philosophy. University of Toronto. 2001.
[7] VAN SWAAIJ RACMM, ANNIS AD, SEALY BJ. J. Appl. Phys. 1997; 82 (10): 4800-4804.
[8] WEHRSPOHN RB, DEANE SC, FRENCH ID, et al. J. Appl. Phys. 2000; 87 (11): 144-154.
[9] SCHNEIDER U, SCHODER B. Amorphous Silicon and Related Materials. Singapore: World Scientific, 1988.
[10] MOLLER W. Appl Phys A. 1993; 56: 527.
[11] HACKLER WA, KIKUCHI CH. Study of Lituium mobility in ittadiated silicon. Technical Report ORA Project 04381, NASA. 1966.
[12] HIRAIWA A, KOBAYASHI T. J. Appl. Phys. 1991; 70: 309.
[13] TADA HY, CARTER JR, ANSPAUGH JRBE, DOWNING RG. Solar Cell Radiation. Handbook. Third Edition. JPL Publication, 1982; 82-69.
[14] HAN M, BENNETT JC, ZHANG Q, et al. Thin Solid Films. 2006; 514: 58-62.
[15] SUMMERS A, et al. Trans Nucl Sci. 1993;( 40): 1372.
[16] SUMMERS A, et al. Trans Nucl Sci. 1993;( 40): 1372. B
[17] LEYVA A. Informe Técnico de la Salida contratada en octubre de 2005. PRN/7-2/11. AENTA. 2005.
[18] BOUDRY LM, ANTONUK LE. Med. Phys. 1996; 23 (5): 743-753.
[19] ROHR P. Amorphous silicon based matrix detectors for X-ray Imaging. User Meeting Workshop. ESRF. Grenoble, Febrary 2003.
[20] SHIMIZU T, MAEHARA T, MASAHIRO M, et al. Jpn.J.Appl.Phys. 2001; 40: 1244-1245.
[21] IMAGAWA O, YASUDA K, YOSHIDA A. Jpn. J. Appl. Phys. 1989; 66 (10): 4719-4722.
[22] ANTONUK LE, BOUDRY LM, YORKSTON J, et al. Nucl. Inst. Meth. A. 1990; 299: 143-146.