Etude des niveaux profonds dans les CdTe et CdZnTe par des méthodes électriques pour des applications biomédicales (imagerie X et g)

Les systèmes d'imagerie nucléaire médicale basés sur la détection des rayonnements ionisants et utilisant des semiconducteurs exigent de bonnes performances en termes de sensibilité, d'efficacité, de taille mais surtout en termes d'uniformité électrique et physique de ces matériaux. Cette thèse a pour but d'étudier et de comprendre les origines et les effets de défauts présents dans les matériaux CdTe et CdZnTe ainsi que les effets de traitements thermiques sur l'uniformité électrique et physique de ces matériaux. Le chapitre I traite des méthodes de tirage, des propriétés électriques, ainsi que de l'importance des cristaux CdTe et CdZnTe dans le domaine biomédical. Pour identifier les défauts profonds présents, un développement complet des méthodes spectroscopiques (PICTS, SCLC, etc.) a été réalisé. Ceci est détaillé dans le chapitre II. Le chapitre III comporte l'étude de l'uniformité électrique en terme de résistivité de ces matériaux suite au développement de la méthode de mesure de résistivité sans contact : la TDCM. L'étude des précipités par microscopie IR a permis de corréler la résistivité avec la densité de précipités et leur fraction volumique. La caractérisation des défauts, qui a fait l'objet du chapitre IV montre l'influence des défauts profonds sur la performance électrique des matériaux. Quelques tentatives d'assignations de certains de ces défauts ont été faites en comparaison avec celles de la littérature. Le chapitre V est consacré aux traitements thermiques, étape cruciale pour uniformiser électriquement et physiquement nos matériaux. Une étude a été menée pour connaître l'influence des différents traitements thermiques sur les défauts macro et microscopiques et donc sur l'homogénéité des propriétés physiques et électriques des matériaux. Le chapitre VI conclut ce travail en traitant de l'efficacité de nos recuits optimisés sur des matrices pixelisées. Des tests in vivo de ces matrices dans des applications biomédicales ont été effectuées.Nuclear medical imagery systems based on the detection of ionising rays use semiconductors which require high performances in terms of sensitivity, efficiency, dimension and in particular electrical and physical uniformity. The aim of this thesis is to study and understand the origins and effects of the deep levels in CdTe and CdZnTe crystals, as well as the effects of thermal treatment on the electrical and physical uniformity of these materials. Chapter I presents the crystal growth techniques and the electrical properties, as well as the importance of the CdTe and CdZnTe crystals in the biomedical domain. To identify the deep levels present in the material, a numerous spectroscopic methods (PICTS, SCLC, etc.) were used as described in the chapter II. Chapter III contains the study of the electrical uniformity of these materials in term of resistivity following the development of a contactless measurement technique for resistivity : TDCM. The study of the precipitates by IR microscopy allows the correlation between the resistivity and precipitate density and their volumetric fraction. The defect characterisation which was the object of chapter IV shows the influence of the deep levels on the electrical performance of the materials. Assignment attempts of some of the defects were carried out in comparison with those of the literature. Chapter V is devoted to the thermal treatments, a crucial stage for homogenising the electrical and physical properties of our materials. A study was performed to know the influence of the various thermal treatments on the macro and microscopic defects and consequently on the homogeneity of the electrical and physical properties of the materials. As a conclusion, an optimised annealing efficiency on the pixel detector matrices is presented in Chapter VI. In vivo tests of these matrices in biomedical applications have been carried out.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF