Tek-foton sayma sistemi ve ölü-zaman hatası

Abstract

ö Z ET Bu çalışmanın konusu, yarıiletkenlerin ışıma ( ışık salma ) özelliklerini hassas olarak ölçebilen sistem ve bu sistemin çok daha hassas olarak ölçüm yapabilmesine olanak sağlayan `yasaklama devresi` nin sisteme uyarlanmasıdır. İlk bölümde bu sistemin dayandığı teknik ve yarıiletkenlerdeki ışıma olayları genel olarak özetlenmiştir. İkin ci bölüm, nanosaniye mertebesine kadar geniş bir zaman aralığında ışıma olaylarını direkt ve hatasız olarak gözleyebilmek, ışımanın sıcaklıkla değişimlerini ve spektral ( normal ve zaman - ayırımlı ) dağılımlarını elde edebilmek için kurulmuş olan sistemin mekanik, optik ve elektronik bölümlerinin tanıtımını içermektedir. Ölü - zaman hatasının tanıtımı ve çözüm yolları üçüncü bölümde ele alınmıştır. Son bölüm, ölü - zaman hatasının ışıma sönüm eğrilerine olan etkisini azaltmak için yapılan çalışmalar ve sonuçlarını içermektedir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, daha önce yapılan ölü - zaman hatasının teorik ve / veya deneysel yaklaşımlarla giderilmesi yolunda ki çalışmaların sonuçlarına uymaktadır. `Yasaklama devresi` gibi ek elektronik ünitelerin tek - foton sayma sistemine uygulanması, ışıma sönüm eğrileri üzerinde teorik yaklaşımlara gerek kalmadan ölü - zaman hatasını azalttığı ve sistemin çok daha hassas ölçüm yapabilme sine olanak sağladığı gözlenmiştir. m

SUMMARY The subject of this work is the development of a system which measures the luminescence properties of semiconductors and the adaptation of an `inhibit circuit` which rises the sensitivity of this system. In the first chapter, the Single Photon Counting Tech nique on which the system is based and luminescence phenomena in semiconductors are summarized. Second chapter includes the descrip tion of the mechanical, optical and electronical parts of the sys tem constructed to observe decay profiles ( in a time interval of the order of nanosecond ), thermal quenching curves and normal and time resolved spectral distribution. The description of `dead - time` (pile - up) error and correction methods are explained in the third chapter. Finally, the last chapter contains the experimental work to decrease the effect of `dead - time` error on decay profiles. The results agree with early works about experimental and/or theoretical corrections of `dead - time` error. It has been observed that the adaptation of additional electronical units such as `inhibit circuit` decrease the `dead - time` error bypassing the need for any theoretical analysis. Also the sensitivity of the measurement are considerably increased. IV