Caracterização de ZnSe crescido por CVT para aplicação como bolômetro cintilante

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Raphaela de Oliveira Gonçalves
• Orientador(a): Klaus Wilhelm Heinrich Krambrock
• Banca de defesa: Ariete Righi, Leonardo Cristiano Campos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Física
• Departamento: ICEX - INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Seleneto de zinco; Bolômetro cintilante; Decaimento duplo beta sem neutrino; Defeitos pontuais; Luminescência; EPR
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/33395; https://orcid.org/0000-0003-1391-6694

Neste trabalho são caracterizados três grupos com razões estequiométricas diferentes de amostras policristalinas ultra-puras de seleneto de zinco não-enriquecidas e não-luminescentes crescidas pelo método de transporte químico a vapor (Chemical Vapor Transport - CVT). O trabalho teve como objetivo tornar as amostras luminescentes para aplicação do material como bolômetro cintilante. A técnica de detecção bolométrica cintilante tem sido utilizada em experimentos que buscam detectar o decaimento duplo beta sem a emissão de neutrinos para o 82Se - previso em extensões do Modelo Padrão e que carrega informações importantes acerca da natureza dos neutrinos e sua escala de massa. A ressonância paramagnética eletrônica e a fotoluminescência foram as principais técnicas escolhidas para a caracterização das amostras deste trabalho. As amostras foram submetidas a tratamentos térmicos, irradiação por radiação ionizante e de partículas, bem como a processos de dopagem com alumínio e gálio tanto por difusão quanto por implantação iônica. Os resultados do trabalho demonstram que nenhum processo que não introduza impurezas no material é capaz de torná-lo fortemente luminescente/cintilante. Uma vez que os defeitos complexados entre impurezas doadoras e vacâncias de zinco (centros-A) estão associados às bandas características de luminescência do material na região do amarelo-vermelho segundo a literatura, foi possível inferir que estes são os centros mais eficientes de recombinação radiativa no seleneto de zinco. Contudo, também se observou que a introdução de impurezas em baixas concentrações já é suficiente para tornar o material visivelmente luminescente. Assim, sua aplicação como bolômetro cintilante não é comprometida, já que o baixo fundo de radiação de detecção alcançado com a técnica pode ser facilmente mantido por correções, uma vez que se conhece a impureza (e a quantidade) que será introduzida no material para otimizar sua luminescência.