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Thèse soutenue

Étude de détecteurs nucléaires minces, passivés et implantés, réalisés à partir de silicium épitaxique : applications aux ions lourds et au rayonnement synchrotron

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Auteur / Autrice : Laurence Lavergne-Gosselin
Direction : René Bimbot, L. Stab
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1989
Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

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Les détecteurs nucléaires minces décrits dans ce travail, sont réalisés à partir de Silicium épitaxique. Leur fabrication fait appel à deux technologies : -La technologie planar qui consiste en une passivation de la surface pour réduire le courant inverse et donc le bruit du détecteur et en une implantation ionique pour réaliser une jonction abrupte PN. -L'amincissement électrochimique du Silicium épitaxique qui permet d'obtenir des films minces monocristallins de quelques microns d'épaisseur. C'est une dissolution sélective puisque sensible à la résistivité du Silicium : les faibles résistivités sont plus facilement attaquées que les fortes. Ces détecteurs sont caractérisés avec une source de particules alpha après avoir déterminé leur courant inverse et leur capacité. La résolution en énergie est donnée à partir des spectres obtenus, et elle est comparée à différentes théories concernant les fluctuations de pertes d'énergie. L'épaisseur est également mesurée ainsi que l'homogénéité, dont les défauts sont inférieurs au pourcent. Application de ces détecteurs : -aux ions lourds de GANIL, en tant que détecteurs à transmission pour les fragments issus de réactions oxygène plus aluminium (ou titane) à 94 MeV par nucléon et calcium plus or à 50 MeV par nucléon. Une bonne séparation en Z est obtenue, confirmant que ces détecteurs sont bien adaptés à ce type d'expériences. -au rayonnement synchrotron de DCI-LURE, dans une expérience d'EXAFS (Extended X-rays Absorption Fine Structure). En mode photovoltaïque, sans polarisation appliquée, ils constituent d'excellents détecteurs de forts flux de photons, et sont supèrieurs en efficacité aux chambres d'ionisation, habituellement utilisées. Un exemple simple est traité, l'échantillon à analyser étant une feuille de Cuivre. L'uniformité en épaisseur d'un détecteur rectangulaire a été également mesurée au rayonnement X, confirmant les résultats obtenus avec les particules alpha.