Křemíkové pixelové detektory pro radiační zobrazování

Abstract

Polovodičové pixelové detektory jsou spolehlivými nástroji, které jsou v radiačním zobrazování schopné poskytnout dvoudimenzionální informaci o poloze dopadající částice. V praxi je pro výrobu polovodičových detektorů nejčastěji používán křemík. Existuje několik způsobů implementace polovodičových pixelových detektorů, tato práce se zaměřuje na hybridní a monolitické. Tento text obsahuje základy fyziky polovodičů, charakterizuje a kategorizuje pixelové detektory a ve své praktické části prezentuje výsledky několika měření s Medipixem, zástupcem hybridních detektorů, a detektorem X-CHIP-02, který byl vyvinut Centrem aplikované fyziky a pokročilých detekčních systémů na FJFI, ČVUT. Cílem měření bylo nejen ukázat základní práci s obrazem při rentgenovém zobrazování, ale též charakterizovat nový monolitický aktivní pixelový senzor a určit jeho prostorové rozlišení.

Semiconductor pixel detectors represent reliable devices capable of providing two-dimensional information about the coordinates of incident radiation. In practice, silicon is the most frequently used semiconductor for detection devices. There are multiple ways to implement a pixel detector, this thesis focuses on hybrid and monolithic detectors. The text contains the basics of semiconductor physics, characterizes and categorizes pixel detectors and in the practical part presents the results of several measurements performed with Medipix, a representant of hybrid detectors, and with a monolithic detector prototype X-CHIP-02, which was developed by the Center of Applied Physics and Advanced Detection Systems, FNSPE, CTU. The aim of the measurement was to not only show a basic image processing, but also to characterize a novel monolithic active pixel sensor, and to determine its spatial resolution.