Física Aplicada II (Datos de Investigación)

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    Dataset de Imágenes y datos de la caracterización espectrométrica de un detector 4H-SiC iluminado con un LED azul en el Centro Nacional de Aceleradores
    (2026-09-08) Rodríguez Ramos, Mauricio; Torres Muñoz, Carmen; Jiménez Ramos, María del Carmen; Baachouch, Chaimae; Pellegrini, Giulio; Rafí, Joan Marc; Rius, Gemma; García López, Javier; Centro Nacional de Aceleradores (CNA); Física Aplicada II; Física Atómica, Molecular y Nuclear; Rodríguez Ramos, Mauricio; Junta de Andalucía; Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIU). España; RNM138: Física Nuclear Aplicada
    Una nueva generación de detectores de radiación de 4H-SiC ha demostrado un rendimiento espectroscópico estable a temperaturas de hasta 450°C, lo que convierte a este material en un firme candidato para el diagnóstico de partículas alfa supratérmicas en entornos de fusión como ITER y DEMO. Sin embargo, la irradiación con iones introduce centros de atrapamiento relacionados con defectos que degradan el transporte de carga y reducen la eficiencia de recolección de carga (CCE), limitando el rendimiento del dispositivo bajo condiciones extremas. Este trabajo investiga los mecanismos de recuperación de un detector tipo unión p-n de 4H-SiC sin metalizar, irradiado con iones de He++ de 3.5 MeV a fluencias de entre 1x1011 y 1x1013 iones/cm2, y a temperaturas de irradiación desde la temperatura ambiente hasta los 400°C, evaluando la evolución del daño bajo distintas condiciones térmicas. La respuesta del detector se caracterizó mediante la técnica de carga inducida por haces de iones (IBIC) a temperatura ambiente, bajo la iluminación controlada de un LED azul a diferentes intensidades, lo que permitió una evaluación sistemática de los efectos ópticos en el transporte de carga. Los resultados muestran que la excitación óptica induce un aumento de la CCE, lo que restaura parcialmente la respuesta espectroscópica en regiones fuertemente dañadas; este efecto es más pronunciado a mayores densidades de trampas y aumenta de forma monótona con la intensidad de la iluminación. La comparación con un modelo de recolección de carga aporta información sobre la dinámica de los portadores en presencia de centros de atrapamiento profundos, lo cual resulta consistente con defectos caracterizados por grandes secciones eficaces de captura y largos tiempos de desatrapamiento. En conjunto, la mitigación del atrapamiento asistida por luz surge como un mecanismo eficaz para mejorar la estabilidad y la vida útil operativa de los detectores en entornos de radiación extrema relevantes para la fusión. En paralelo, se observa que el recocido dinámico (dynamic annealing) contribuye a la mitigación al reducir la formación de defectos durante la irradiación, en lugar de reparar los preexistentes.
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    Acceso embargadoConjunto de Datos
    Dataset de Imágenes y datos de la caracterización de un detector de tiempo de vuelo para la microsonda nuclear del Centro Nacional de Aceleradores (CNA).
    (2025-05-27) Rodríguez Ramos, Mauricio; García López, Francisco Javier; Seimetz, Michael; Juan Morales, Jessica; Torres Muñoz, Carmen; Jiménez Ramos, María del Carmen; Física Atómica, Molecular y Nuclear; Física Aplicada II; Centro Nacional de Aceleradores (CNA); Rodríguez Ramos, Mauricio; Junta de Andalucía; Generalitat Valenciana; Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC); AGR104: Proyecto Sexia
    El desarrollo de sistemas avanzados de detección para partículas cargadas y de medidas de precisión del tiempo de vuelo ha impulsado el uso de centelleadores plásticos ultrafinos. Estos sistemas son especialmente útiles como detectores de transmisión debido a su baja pérdida de energía y escasa dispersión para protones con energías del orden de unos pocos MeV. En este estudio se presenta un nuevo sistema de detección, diseñado por el Instituto de Instrumentación de Imagen Molecular e instalado y caracterizado en el Centro Nacional de Aceleradores de Sevilla. El sistema incluye un centelleador plástico ultrafino EJ-214, acoplado a un fotomultiplicador y protegido mediante un escudo de mylar aluminizado. El prototipo se utilizó como trigger externo en una microsonda nuclear de iones. Su rendimiento temporal fue caracterizado experimentalmente, mientras que su capacidad de transmisión se evaluó mediante simulaciones con SRIM. El grosor y la uniformidad del centelleador se analizaron mediante espectrometría de retrodispersión de Rutherford (RBS), revelando una diferencia del 46 % respecto a las especificaciones del fabricante. Se observó que la respuesta del detector (formas de onda) frente a protones del orden del MeV depende de la posición de impacto, aunque presenta una relación casi lineal con el voltaje aplicado. Finalmente, se logró la detección de iones individuales, lo que demuestra su utilidad como herramienta de diagnóstico.