Caratterizzazione di rivelatori al diamante per dosimetria

Un dosimetro ideale deve soddisfare la richiesta di equivalenza del tessuto, deve avere una grande sensibilità, piccole dimensioni e tempi di risposta veloci in modo tale da poter eseguire delle mappe spaziali e temporali della dose assorbita. Inoltre deve evere una notevole resistenza alle radiazioni e deve essere verificata la linearità con la dose. Il diamante risponde a tutti questi requisiti, soprattutto grazie allo sviluppo di tecniche di crescita di diamante sintetico CVD. In questa tesi sono stati caratterizzati tre rivelatori al diamante single crystal CVD, con caratteristiche I-V, C-V, spettroscopia alfa con sorgente songola di 241Am e microscopia IBIC in configurazione frontale (protoni a 2MeV) e laterale(protoni a 2MeV e 1 MeV). La struttura dei campioni è composta da un substrato di diamante HPHT monocristallino di spessore 0.5 mm, su cui è stato cresciuto tramite tecnica EPCVD del diamante monocristallino pesantemente drogato boro (contatto ohmico spesso) spesso 30 um. Su questo strato è stato cresciuto, con la stessa tecnica, del diamante intrinseco monocristallino (regione attiva del dispositivo), spesso una ventima di micrometri, su cui è stato evaporato un contatto in alluminio spesso 200 nm. Tramite caratteritiche elettriche è stata confermata l'esistenza di una barriera Schottky al contatto superiore con l'alluminio ed è emersa la diffusione di drogante nella zona intrinseca, avvenuta durante la crescita della stessa. Con spettroscopia alfa è stata verificata una buona aderenza alle curve teoriche di Hecht ricavando tempi di vita dei portatori di alcuni nanosecondi e raggiungendo efficienze di raccolta dal 96% al 100%. Le misure di IBIC frontale indicano una buona uniformità di efficienza di raccolta; le misure di IBIC laterale, misure completamente nuove, a 1 MeV indicano un'efficienza di raccolta massima del 100%, ritrovando le estensioni della zona di svuotamento ricavate dalle caratteritiche C-V.