Neutron Transmutation Doping of Silicon and Germanium in the THOR Research Reactor

Abstract

Neutron transmutation doping of semiconductors is one of the most viable nuclear applications for research reactors. This technique is based on the capture of thermal neutrons by certain isotopes of the material which will be transmuted into dopants in order to reduce its resistivity. The most important advantage of this process is the good uniform distribution of dopants in the semiconductor lattice which results an excellent homogeneity in resistivity. In our work, we studied the neutron transmutation doping of Silicon and Germanium in the core of the THOR research reactor using the ChainSolver calculation code. In this simulation, we irradiated Si and Ge samples at different neutron fluxes. Finally, the results of the effect of thermal neutron flux on the electrical resistivity of all samples are discussed ========================================================================================================= Le dopage par transmutation neutronique des semi-conducteurs est l’une des applications nucléaires les plus viables pour les réacteurs de recherche. Cette technique repose sur la capture de neutrons thermiques par certains isotopes du matériau qui seront transmutés en dopants afin de réduire sa résistivité. L'avantage le plus important de ce procédé est la bonne répartition uniforme des dopants dans le réseau semi-conducteur qui se traduit par une excellente homogénéité de résistivité. Dans notre travail, nous avons étudié le dopage par transmutation neutronique du Silicium et du Germanium dans le cœur du réacteur de recherche THOR à l'aide du code de calcul ChainSolver. Dans cette simulation, nous avons irradié des échantillons de Si et Ge à différents flux de neutrons. Enfin, les résultats de l'effet du flux de neutrons thermiques sur la résistivité électrique de tous les échantillons sont discutés