Das Ziel des kürzlich gestarteten Forschungsprojekts SiCher ist die Entwicklung industrienaher Funktionsmuster von SiC-Detektoren für die Messung hochenergetischer Strahlung, insbesondere UV- und Röntgenphotonen sowie Elektronen. Konkrete Anwendungsbeispiele für derartige Bauelemente sind die Prozessüberwachung bei der Desinfektion mittels intensiver UV-Strahlung, die Überprüfung von Anlagen zur Röntgen-Strahlentherapie und der Einsatz als Detektoren in Elektronenmikroskopen. Die Wahl des Ausgangsmaterials Siliziumkarbid (SiC) beruht dabei wesentlich auf seiner hohen Strahlenhärte, die eine äußerst geringe Degradation der Sensorelemente, selbst bei hoher Strahlenbelastung, verspricht. Im Vergleich zu siliziumbasierten Detektoren wird der hohe Kalibrieraufwand damit deutlich reduziert und es können weitaus höhere Lebensdauern – selbst bei höherer Strahlenenergie – erzielt werden. Zudem lassen sich SiC-Detektoren, aufgrund der geringen intrinsischen Ladungsträgerdichte bei Raumtemperatur, über einen großen Temperaturbereich hinweg (bis mind. 230 °C) bei gleichzeitig niedrigen Dunkelströmen einsetzen. Daher kann auf eine aufwändige Kühlung verzichtet werden, wodurch sich der Energie- und Platzbedarf der Sensorelemente reduzieren lässt. Der Fokus der Entwicklungsarbeit liegt dabei nicht nur auf den Detektoren selbst, sondern auch auf der Aufbau- und Verbindungstechnik. Häufig verwendete Klebstoffe auf organischer Basis, würden unter der Einwirkung der ionisierenden Strahlung schnell altern bzw. zerstört werden. Um frühzeitige Ausfälle der Sensoren zu vermeiden, soll für den Aufbau der SiC-Detektoren komplett auf organische Verbindungen verzichtet werden und alternative Technologien zum Einsatz kommen.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten werden im Forschungsprojekt „SiC-Detektoren für hochenergetische Strahlung“ (SiCher) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
FKZ: 49 MF 230001
