Crystal quality evaluation of a large TlBr crystal using neutron Bragg-dip imaging

中性子ブラッグディップイメージングによる大型TlBr結晶の結晶品質評価

渡辺 賢一*; 人見 啓太朗*; 野上 光博*; 前田 茂貴   ; 尾鍋 秀明*

Watanabe, Kenichi*; Hitomi, Keitaro*; Nogami, Mitsuhiro*; Maeda, Shigetaka; Onabe, Hideaki*

臭化タリウム(TlBr)は、ガンマ線スペクトロメータとして魅力的な化合物半導体である。TlBr検出器は優れたエネルギー分解能を示しているが、これらの結果は比較的小さな結晶検出器から得られたものである。TlBr開発の次の段階は、検出器のサイズを大きくし、検出器生産の歩留まりを改善することである。これまで、中性子回折法の一つである中性子ブラッグディップイメージングを用いてTlBrの結晶性を評価してきた。本研究では、直径50mm、厚さ12mmの大きなTlBr結晶ウェーハを用意し、中性子ブラッグディップイメージングにより、この大型結晶の品質を評価した。大きなTlBr結晶の中心領域は、均一でよく結晶方位が整列していることが確認された。今後の課題として、この大きな結晶のさまざまな位置で、検出器特定である移動度・寿命積などの電気的特性を評価する必要がある。

Thallium bromide (TlBr) is a compound semiconductor attractive for gamma-ray spectrometers. TlBr detectors have shown excellent energy resolution, however, these results were obtained from relatively small crystal detectors. The next phase of TlBr development is to increase the detector size and improve the yield rate of detector production. So far, we have evaluated crystal quality of TlBr by using the neutron Bragg-dip imaging, which is one of the neutron diffraction techniques. In this study, we prepared a large TlBr crystal wafer with a diameter and thickness of 50 mm and 12 mm, respectively. We evaluated the quality of the large crystal by the neutron Bragg-dip imaging. The center region of the large TlBr crystal confirmed to be uniform and well-aligned. As a future work, we will evaluate the electric properties, such as the mobility-lifetime product, at various positions in this large crystal.