Dissertação de Mestrado #632 – Raphaela de Oliveira Gonçalves – 19/02/2020

Caracterização de ZnSe crescido por CVT para aplicação como bolômetro cintilante

Autor: Raphaela de Oliveira Gonçalves

Banca Examinadora

Prof. Klaus Krambrock (Orientador)

DF-UFMG

Profa. Ariete Righi

DF-UFMG

Prof. Leonardo Cristiano Campos

DF-UFMG

Orientação

Prof. Klaus Krambrock (Orientador)

DF-UFMG

Resumo do Trabalho

Neste trabalho são caracterizadas amostras policristalinas ultra-puras de seleneto de zinco não-enriquecidas e não-luminescentes crescidas pelo método CVT, visando torná-las luminescentes para aplicação do material como bolômetro cintilante em experimentos que buscam detectar o decaimento duplo beta sem a emissão de neutrinos para o 82Se – previso em extensões do Modelo Padrão e que carrega informações importantes acerca da natureza dos neutrinos e sua escala de massa. A ressonância paramagnética eletrônica e a fotoluminescência são as principais técnicas escolhidas para a caracterização das amostras deste trabalho. Três tipos diferentes de amostras foram estudados, diferindo entre si apenas na razão estequiométrica, sendo um grupo estequiométrico e os outros dois grupos cada um com excesso de zinco ou selênio na composição das amostras. As amostras foram submetidas a tratamentos térmicos, irradiação por radiação ionizante e de part!
ículas, bem como a processos de dopagem com alumínio e gálio tanto por difusão quanto por implantação iônica. Os resultados do trabalho demonstram que nenhum processo que não introduza impurezas no material é capaz de torná-lo fortemente luminescente/cintilante, implicando que os defeitos complexados entre impurezas doadoras e vacâncias de zinco (centros-A), responsáveis pelas bandas de luminescência na região do amarelo-vermelho do material segundo a literatura, são os centros mais eficientes de recombinação radiativa no seleneto de zinco. Contudo, também se observou que a introdução de impurezas em baixas concentrações já é suficiente para tornar o material visivelmente luminescente, não comprometendo sua aplicação como bolômetro cintilante, já que o baixo fundo de radiação de detecção alcançado com a técnica pode ser facilmente mantido por correções, uma vez que se conhece a impureza (e a quantidade) que será introduzida no material !
para otimizar sua luminescência.