Fotonové detektory rtg a gama záření na bázi halogenidových perovskitů

• Thesis title in Czech: Fotonové detektory rtg a gama záření na bázi halogenidových perovskitů
• Thesis title in English: Halide perovskite x-ray and gamma-ray photon detectors
• Key words: halogenidové perovskity|transport náboje
• English key words: halide perovskites|charge transport
• Academic year of topic announcement: 2025/2026
• Thesis type: diploma thesis
• Department: Institute of Physics of Charles University (32-FUUK)
• Supervisor: prof. Ing. Eduard Belas, CSc.

Guidelines

OEM
1. Seznámit se se základní teorií transportu náboje v polovodičích a na rozhraní kov-polovodič.
2. Seznánit se se základní strukturou defektů v perovskitech.
2. Seznámit se s metodami charakterizace transportu náboje v polovodičích.
3. Připravit testovací vzorky perovskitovýh detektorů záření s různou technologií přípravy kontaktů.
4. Testovat kvalitu připravených detektorů pomocí elektrických, optických a spektroskopických metod.
5. Otestovat účinnost sběru náboje v jednotlivých detektorech.

References

1. Crystal Growth Technology, J.Wiley&Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, England 2004, edit. H.J.Scheel, T.Fukuda. ISBN 0-471-49524-7
2. Diffusion in Solids, P.G.Shewmon, McGraw-Hill Series in Mater.Sci.Engin.,
3. Bulk Crystal Growth of Electronic, Optical and Optoelectronic materials, J.Wiley&Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, England 2005, edit. P.Capper. ISBN 0-470-85142-2
4. Fyzika a Technika Polovodičů, SNTL 1990, edit.H. Frank, ISBN 80-03-00401-2
5. Scientific articles related to the investigated problems

Preliminary scope of work

Metal halogenidové perovskity (MHP) vzbudily v posledním desetiletí celosvětový zájem jako vysoce účinné a levné materiály pro optoelektronické aplikace. Během deseti let se účinnost přeměny energie solárních článků MHP s jedním přechodem zvýšila ze 3 % na certifikovanou hodnotu 25,5 %, což je nejvyšší hodnota získaná u tenkovrstvé fotovoltaiky. Součin pohyblivosti a doby života generovaných nosičů v MHP detektorech záření dosahuje hodnoty 1,2x10-2 cm2/Vs při pokojové teplotě podobně jako v nejkvalitnějších komerčně dostupných detektorech. MHP jsou proto velkým příslibem pro vývoj další generace optoelektronických aplikací.

Navrhovaný projekt je zaměřen na testování optimálního způsobu přípravy detektorů záření z halogenidových perovskitových polovodičů včetně přípravy elektrických kontaktů a na charakterizaci připravených detektorů experimentálními technikami instalovanými v naší laboratoři nebo dostupnými ve spolupracujících laboratořích. Student nastoupí do oddělení Optoelektroniky a Magnetooptiky Fyzikálního ústavu UK a bude primárně odpovědný za přípravu detektorů a za základní charakterizaci připravených detektorů pomocí elektrických, optických a spektroskopických metod.

Preliminary scope of work in English

Metal halide perovskites (MHP) have attracted global interest in the last decade as highly efficient and inexpensive materials for optoelectronics applications. Within a decade, the power conversion efficiency of single-junction MHP solar cells progressed from 3% to a certified value of 25.5%, the highest value obtained for the thin-film photovoltaics. Mobility-lifetime product of MHP radiation detectors reaches the value of 1.2x10-2 cm2/Vs at room temperature similar to the highest quality commercially available room-temperature radiation detectors. MHP therefore show great promise for development of the next generation of optoelectronics applications.
The proposed project is focused to the preparation of radiation detectors from halide perovskite semiconductors including electric contacts manufacture and to the characterization of prepared detectors by experimental techniques installed in our lab or accessible at cooperating laboratories. The student will join the Group of Optoelectronics and Magneto-optics in the Institute of Physics, Charles University and will be primarily responsible for the basic characterization of prepared detectors by electrical, optical and spectroscopic methods.