Etude des matériaux pérovskites pour la détection directe des rayonnements ionisants - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Study of perovskite materials for direct detection of ionizing radiation

Etude des matériaux pérovskites pour la détection directe des rayonnements ionisants

Résumé

The hybrid organic-inorganic perovskite MAPbBr3 is a promising semiconductor for X-ray detection applications. Photodetection in the energy range used in medical radiography requires a high material thickness (> 500 µm). The main objective of this work was to study the impact of solution growth conditions of millimeter thick crystals on crystal defects (strains, dislocations, inclusions, and impurities). In this context, we set up an original methodology for the rapid optimization of growth conditions based on growth mechanisms and growth kinetics monitoring. The growth conditions used enabled us to produce crystals covering a wide range of crystal defects. The impact of these defects on the electronic properties of MAPbBr3 single crystal X-ray detector devices was studied. It appears that strains, dislocations, impurities, and nanoscopic solvent inclusions have little impact on the resistivity and sensitivity of the detectors. On the other hand, a high density of micrometric inclusions tends to significantly degrade the electronic properties of the devices.
La pérovskite hybride organique-inorganique MAPbBr3 est un semi-conducteur prometteur pour les applications en détection des rayons X. La photodétection dans la gamme d’énergie utilisée en radiographie médicale nécessite une forte épaisseur de matériau (> 500 µm). L’objectif principal de ce travail a été d’étudier l’impact des conditions de croissance en solution de cristaux d’épaisseur millimétrique sur les défauts cristallins (contraintes, dislocations, inclusions, et impuretés). A cette occasion, nous avons mis en place une méthodologie originale pour l’optimisation rapide des conditions de croissance sur la base des mécanismes de croissance et du suivi de la cinétique des croissances. Les conditions de croissance utilisées ont permis de réaliser des cristaux couvrant une large gamme de défauts cristallins. L’impact de ces défauts sur les propriétés électroniques des dispositifs détecteurs X à base de monocristaux de MAPbBr3 a été étudié. Il apparait que les contraintes, dislocations, impuretés, et inclusions nanoscopiques de solvant impactent peu la résistivité et la sensibilité des détecteurs. En contrepartie, une forte densité d’inclusions micrométriques tend à dégrader significativement les propriétés électroniques des dispositifs.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03051987 , version 1 (10-12-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03051987 , version 1

Citer

Smaïl Amari. Etude des matériaux pérovskites pour la détection directe des rayonnements ionisants. Cristallographie. Université Grenoble Alpes [2020-..], 2020. Français. ⟨NNT : 2020GRALI039⟩. ⟨tel-03051987⟩
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