Nghiên cứu xác định hiệu suất của đầu dò bán dẫn đối với một số mẫu có dạng hình học khác nhau bằng phương pháp monte carlo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH `Lê Kim Dung NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT CỦA ĐẦU DÒ BÁN DẪN ĐỐI VỚI MỘT SỐ MẪU CĨ DẠNG HÌNH HỌC KHÁC NHAU BẰNG PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử Mã số: 60440106 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HOÀNG ĐỨC TÂM Thành phố Hồ Chí Minh – 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn số liệu mơ phỏng, tính tốn hiệu suất từ phổ thực nghiệm trình nghiên cứu để thực luận văn thực hướng dẫn TS Hồng Đức Tâm chưa cơng bố cơng trình mà khơng có tham gia Dữ liệu phổ thực nghiệm, số liệu mẫu đo sử dụng để thực luận văn ThS Hồ Văn Doanh làm việc trung tâm Vật lý Điện tử hạt nhân, Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt cung cấp Tác giả luận văn Lê Kim Dung LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập, nghiên cứu để hồn thành chương trình cao học chuyên ngành Vật lí nguyên tử trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, tơi xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn TS Hoàng Đức Tâm tận tâm, tận tình truyền đạt cho tơi kiến thức quý báu, phương pháp làm việc khoa học, niềm đam mê cảm hứng làm việc liên tục q trình tơi thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn ThS Hồ Văn Doanh, ThS Huỳnh Đình Chương giúp đỡ tơi cơng đoạn vơ cần thiết trình tiến hành tìm hiểu thực nghiệm đề tài, xử lý kiểm tra số liệu Tôi xin cảm ơn quý thầy cô khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh giảng dạy kiến thức chun mơn, truyền cho cảm hứng đam mê công tác nghiên cứu khoa học Tôi gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo trường Trung Học Phổ Thơng Chun Bình Long – Bình Phước tạo điều kiện tối đa thời gian để tơi n tâm học tập nghiên cứu để thực luận văn Tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp ủng hộ giúp đỡ để yên tâm trình học tập Cảm ơn bạn Phạm Vũ Trân giúp đỡ thảo luận khó khăn q trình thực đề tài MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục kí hiệu chữ viết tắt đề tài Danh mục bảng Danh mục hình ảnh đồ thị MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG TÁC CỦA PHOTON VỚI VẬT CHẤT VÀ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẦU DÒ BÁN DẪN 1.1 Tương tác photon với vật chất 1.1.1 Hiện tượng quang điện 1.1.2 Hiện tượng tán xạ Compton 12 1.1.3 Hiện tượng tán xạ Rayleigh 13 1.1.4 Hiện tượng tạo cặp 14 1.2 Một số đặc trưng đầu dò bán dẫn 15 1.2.1 Đầu dò bán dẫn 16 1.2.2 Hiệu suất ghi đầu dò bán dẫn 18 1.2.3 Độ phân giải 7 3,695 2,04 9,39 2,38 9,71 152 Eu 121,8 3,164 3,290 3,231 3,381 2,07 6,40 1,80 2,70 152 Eu 244,7 2,150 2,239 2,132 2,124 0,86 1,23 5,06 5,43 133 Ba 276,4 1,941 1,968 1,946 2,041 0,25 4,87 1,13 3,55 133 Ba 302,9 1,826 1,880 1,815 1,835 0,63 0,49 3,62 2,47 152 Eu 344,3 1,637 1,664 1,647 1,679 0,60 2,54 1,06 0,91 133 Ba 356,0 1,594 1,644 1,605 1,624 0,68 1,87 2,40 1,18 133 Ba 383,9 1,533 1,547 1,517 1,482 1,06 3,48 1,96 4,41 152 Eu 411,1 1,417 1,452 1,437 1,405 1,44 0,83 1,00 3,32 152 Eu 444,0 1,283 1,343 1,355 1,419 3,48 7,83 0,85 5,33 137 Cs 661,7 0,980 1,003 1,003 1,011 2,28 3,07 0,01 0,81 152 Eu 778,9 0,883 0,875 0,890 0,862 0,76 2,47 1,69 1,52 152 Eu 867,4 0,815 0,802 0,823 0,809 0,99 0,80 2,62 0,86 152 Eu 964,1 0,748 0,745 0,763 0,755 1,89 0,94 2,36 1,42 152 Eu 1085,8 0,684 0,663 0,700 0,687 2,33 0,44 5,23 3,39 152 Eu 1112,1 0,676 0,692 0,688 0,662 1,73 2,23 0,62 4,67 152 Eu 1408,0 0,566 0,574 0,580 0,553 2,31 2,42 0,97 3,82 PL19 Bảng PLF.2 Hiệu suất đỉnh hấp thụ lượng toàn phần mẫu đo hình học dạng trụ xác định MCNP5, ETNA, ANGLE khoảng cách 10 cm, mẫu địa chất đặt nằm ngang (a) thẳng đứng (a’) khai báo MCNP5 Đồng vị Năng lượng (keV) Hiệu suất đỉnh hấp thụ lượng toàn phần p ( 10 2 ) RD1' MCNP5 MCNP5 ANGLE ETNA (a) (a’) (b) (c) RD4' RD2' RD3' 241 Am 59,5 1,108 1,054 1,049 1,180 5,53 6,16 0,41 10,72 133 Ba 80,9 1,158 1,146 1,186 1,286 2,32 9,92 3,39 10,91 152 Eu 121,8 1,097 1,130 1,129 1,207 2,88 9,16 0,08 6,39 152 Eu 244,7 0,781 0,759 0,774 0,795 0,99 1,67 1,84 4,43 133 Ba 276,4 0,712 0,687 0,711 0,765 0,21 6,96 3,58 3,83 133 Ba 302,9 0,674 0,656 0,666 0,690 1,20 2,44 1,44 4,99 152 Eu 344,3 0,615 0,621 0,607 0,635 1,32 3,14 2,41 2,10 133 Ba 356,0 0,592 0,602 0,592 0,615 0,04 3,75 1,66 2,11 133 Ba 383,9 0,555 0,568 0,561 0,562 1,11 1,26 1,28 1,12 152 Eu 411,1 0,503 0,525 0,533 0,534 5,57 5,77 1,51 1,71 152 Eu 444,0 0,491 0,507 0,504 0,540 2,41 9,08 0,59 6,28 137 Cs 661,7 0,372 0,383 0,377 0,389 1,25 4,30 1,62 1,52 152 Eu 778,9 0,335 0,338 0,336 0,333 0,27 0,66 0,62 1,56 152 Eu 867,4 0,308 0,308 0,312 0,313 1,16 1,61 1,23 1,68 152 Eu 964,1 0,288 0,292 0,289 0,293 0,56 1,78 0,96 0,27 152 Eu 1085,8 0,261 0,268 0,267 0,267 2,06 2,31 0,70 0,44 152 Eu 1112,1 0,260 0,267 0,262 0,258 0,89 0,87 1,81 3,63 152 Eu 1408,0 0,218 0,224 0,222 0,216 1,93 0,71 0,72 3,44 PL20 Bảng PLF.3 Hiệu suất đỉnh hấp thụ lượng toàn phần mẫu đo hình học dạng trụ xác định MCNP5, ETNA, ANGLE khoảng cách 18 cm, mẫu địa chất đặt nằm ngang (a) thẳng đứng (a’) khai báo MCNP5 Đồng vị Năng lượng (keV) Hiệu suất đỉnh hấp thụ lượng toàn phần p ( 10 2 ) RD1' MCNP5 MCNP5 ANGLE ETNA (a) (a’) (b) (c) RD2' RD3' RD4' 241 Am 59,5 0,395 0,367 0,377 0,417 4,87 5,29 133 Ba 80,9 0,410 0,417 0,426 0,458 3,72 10,45 2,11 8,95 152 Eu 121,8 0,394 0,411 0,408 0,439 3,44 10,28 0,74 6,40 152 Eu 244,7 0,292 0,300 0,286 0,300 1,87 2,79 4,82 0,03 133 Ba 276,4 0,268 0,274 0,264 0,290 1,44 7,49 3,73 5,41 133 Ba 302,9 0,249 0,261 0,248 0,262 0,32 4,96 5,03 0,49 152 Eu 344,3 0,229 0,234 0,227 0,242 1,03 5,13 2,85 3,42 133 Ba 356,0 0,225 0,231 0,222 0,235 1,49 4,07 3,93 1,77 133 Ba 383,9 0,210 0,214 0,211 0,215 0,12 2,11 1,78 0,25 152 Eu 411,1 0,199 0,195 0,200 0,205 0,67 2,69 2,62 4,60 152 Eu 444,0 0,204 0,204 0,190 0,207 7,65 1,57 7,65 1,57 137 Cs 661,7 0,143 0,147 0,143 0,151 0,38 5,31 2,96 2,14 152 Eu 778,9 0,127 0,130 0,128 0,129 1,17 2,19 1,55 0,51 152 Eu 867,4 0,114 0,118 0,119 0,122 3,78 6,09 0,70 3,08 152 Eu 964,1 0,110 0,114 0,111 0,114 0,45 3,58 3,25 0,00 152 Eu 1085,8 0,101 0,104 0,102 0,105 0,99 3,22 1,68 0,61 152 Eu 1112,1 0,098 0,100 0,101 0,101 2,53 2,53 1,30 1,30 152 Eu 1408,0 0,085 0,086 0,086 0,085 0,72 0,08 0,64 1,29 2,62 12,06 ... 13 1.1.4 Hiện tượng tạo cặp 14 1.2 Một số đặc trưng đầu dò bán dẫn 15 1.2.1 Đầu dò bán dẫn 16 1.2.2 Hiệu suất ghi đầu dò bán dẫn 18 1.2.3 Độ phân giải