Projekty zaměřené na studium a vývoj radiačních detektorů založených na grafénu

¨

¨

Cílem projektů je návrh a konstrukce detektorů založených na grafénových tranzistorech s polním jevem (GFET). Princip detekce ionizujícího záření tímto typem detektoru je založen, oproti konvenčním typům, na změně vodivosti grafénu v důsledku absorpce energie v polovodivé vrstvě pod grafénem. Od tohoto typu detektoru se očekává lepší spektrometrické rozlišení oproti tradičním detektorům pracujících při pokojové teplotě. Součástí projektu je návrh a realizace detektoru založeného na grafénu, který využívá kvantového tunelového jevu pro odstranění náboje akumulovaného pod grafénem. Tento návrh je originálním příspěvkem navrhovatele k řešení problému s detekcí jednotlivých částic ionizujícího záření. Tyto detektory budou vyráběny na předních technologických institucích v zahraničí a následně analyzovány a optimalizovány pomocí numerických nástrojů (TCAD a Quantumwise Atomistix ToolKit) a charakterizovány experimentálními technikami doplněnými novou R/O elektronikou, a to jak v laboratořích navrhovatele, tak i na externích pracovištích tuzemských výzkumných institucí.

Bakalářská práce

Simulace činnosti detektoru ionizujícího záření založeného na grafénu pomocí balíku TCAD

• Numerická analýza polovodičových součástek pomocí balíku TCAD
• Křemíkový detektor s povrchovou bariérou (referenční detektor)
• Návrh a simulace grafénového tranzistoru s polním jevem jako detektoru ionizujícího záření
• Srovnání obou typů detektorů

Diplomová práce (včetně výzkumného úkolu)

Experimentální studium detektorů ionizujícího záření založených na grafénu

• Návrh a realizace experimentálních nástrojů pro studium detektorů ionizujícího záření založených na grafénu
• Realizace experimentů, vyhodnocování dat
• Srovnání obdržených výsledků s výsledky prezentovanými jinými výzkumnými skupinami

Disertační práce

Vývoj detektorů ionizujícího záření založených na grafénu

• Technologické návrhy detektorů ionizujícího záření založených na grafénu
• Návrh experimentů a numerických simulací, spolupráce se zahraničními výzkumnými centry
• Fyzikální interpretace naměřených dat
• Vedení studentů

Bakalářská nebo diplomová práce (včetně výzkumného úkolu)

Experimentální studium křemíkových detektorů těžkých nabitých částic s ohmickým kontaktem ve formě grafénové vrstvy

• Vliv ohmického kontaktu na spektrometrické vlastnosti křemíkových detektorů těžkých nabitých částic
• Fyzikální vlastnosti grafénové vrstvy na křemíku
• Nanášení grafénové vrstvy na křemík; zjištění, zda je možné využít 3D tiskárny
• Rozložení elektrického pole pod grafénovou vrstvou
• Měření spektrometrických vlastností detektorů s ohmickým kontaktem ve formě grafénové vrstvy