Utilization of Semiconductors as Electromagnetic Radiation Detectors

Abstract

The objectives of the study is to re fabricate local light and temperature sensors, which are either unavailable or highly expensive. Light and temperature sensors are very important in modern technology. But unfortunately they are not available always due to their cost and problems of importation. To perform this task, 4 samples of photodiode, phototransistor, light dependent resistor and infra red sensor were examined. In the first set of experiments the light and x–ray intensity were changed by changing the wavelength. But unfortunately these samples shows no response. This may be attributed to the fact that the change of light intensity in this case is very small, such that the random contribution of the back ground radiation dominate. In the second set of experiments the photodiode, phototransistor and light dependent resistor are exposed to light with intensity varying with distance. The current and voltage shows change which obeys inverse square law. Thus they can act as light sensor. However the infra red sensor shoes no response, which may be related to its action in infra red region. In the third set of experiments the response of photodiode, phototransistor and light dependent resistor to temperature was examined by applying operating voltage 2,3 and 5 volts. The samples are exposed to temperature in the range 30 – 60 Co in steps of 5Co.The corresponding current and voltages shows linear increase with temperature. The sensitivity and detection limits was shown to increase with increase of operating voltage. The recommendations of the study is to locally improve the manufacturing processes of conductors

المستخلص يهدف البحث لتصنيع الحساسات الضوئية والحرارية ذات الأهمية الكبيرة في عالم التكنلوجيا الحديثة، لكنها لسوء الحظ غير متوفرة دائما بسبب التكلفة العالية ومشاكل الاستيراد، مما يجعل تصنيعها محليا ذو أهمية خاصة. في التجربة الاولي: تم إختبار 4 عينات من الحساسات هي ( الثنائي الضوئي والترانزيستور الضوئي والمقاومة الضوئية، والكاشف تحت الأحمر) بتغيير شدة الضوء المرئي والاشعة السينية بتغيير الأطوال الموجية لها، ولسوء الحظ ان نتائج هذه التجربة كانت سالبة للاشعة السينية و لم تعطي كل العينات استجابة، قد يرجع ذلك الي محدودية التغير في شدة الضوء لهذه الحالة وبالاضافة لتأثير الخلفية الإشعاعية المسيطرة للعينات، بينما كانت النتائج موجبة بالنسبة للضوء المرئي. في التجربة الثانية: عرضت ثلاث عينات ( الثنائي الضوئي، والترانزيستور الضوئي، المقاومة الضوئية) للضوء المرئي بمسافات مختلفة بين المصدر والعينة، أظهرت النتائج تغير في قيمتي الجهد والتيار مما يحقق قانون التربيع العكسي، بحيث يمكن إعتبار العينات حساسات ضوئية. بالنسبة للعينة للكاشف تحت الأحمر لم تعطي إستجابة وقد يرجع ذلك الي أن تفاعلها يتم في منطقة الأشعة تحت الحمراء فقط. في التجربة الثالثة: تم اختبار حساسية الثنائي الضوئي و والترانزيستور الضوئي، المقاومة الضوئية للحرارة، بتطبيق جهود (2،3و5) فولت وتعريض العينات لدرجات حرارة في المدي (300 – 600) مئوية بفارق 50 م، أظهرت التجربة تزايد طرديا للجهد والتيار بزيادة درجة الحرارة وزادت حساسية وإمكانية الكشف بذيادة جهد التشغيل. التوصيات لهذه الدراسة لتحسين الصناعة المحلية باستخدام كواشف اشباه الموصلات.