Low frequency noise in hydrogenated amorphous silicon thin-film transistors

Hydrogenated amorphous silicon thin-film transistors (a-Si:H TFTs) are used as charge switches in flat-panel X-ray detectors. The inherent noise in the TFTs contributes to the overall noise figure of the detectors and degrades the image quality. Measurements of the noise provide an important parameter for modeling the performance of the detectors and are a sensitive diagnostic tool for device quality. Furthermore, understanding the origins of the noise could lead to change a method of a-Si:H deposition resulting in a reduction of the noise level. This thesis contains measurements of the low-frequency noise in a-Si:H TFTs with an inverted staggered structure. The noise power density spectrum fits well to a 1/ƒᵅ power law with α near one. The normalized noise power is inversely proportional to gate voltage and also inversely proportional to channel length in both the linear and saturation regions. The noise is nearly independent of the drain-source voltage and drain-source current. The noise is unaffected by degrading the amorphous silicon through gate-biasing stress. Hooge's parameter is in the range 1-2×10⁻³ or 2-4×10⁻⁴ depending on whether the parameter is calculated using the total number of charge carriers in the accumulation layer or just the number of free carriers. As an example, the signal to noise ratio is calculated for photodiode detector gated by a TFT using the results from the noise measurements

Design and Characterization of a High-resolution Cardiovascular Imager

Fluoroscopic imaging devices for interventional radiology and cardiovascular applications have traditionally used image-intensifiers optically coupled to either charge-coupled devices (CCDs) or video pick-up tubes. While such devices provide image quality sufficient for most clinical applications, there are several limitations, such as loss of resolution in the fringes of the image-intensifier, veiling glare and associated contrast loss, distortion, size, and degradation with time. This work is aimed at overcoming these limitations posed by image-intensifiers, while improving on the image quality. System design parameters related to the development of a high-resolution CCD-based imager are presented. The proposed system uses four 8 x 8-cm three-side buttable CCDs tiled in a seamless fashion to achieve a field of view (FOV) of 16 x 16-cm. Larger FOVs can be achieved by tiling more CCDs in a similar manner. The system employs a thallium-doped cesium iodide (CsI:Tl) scintillator coupled to the CCDs by straight (non-tapering) fiberoptics and can be operated in 78, 156 or 234-microns pixel pitch modes. Design parameters such as quantum efficiency and scintillation yield of CsI:Tl, optical coupling efficiency and estimation of the thickness of fiberoptics to provide reasonable protection to the CCD, linearity, sensitivity, dynamic range, noise characteristics of the CCD, techniques for tiling the CCDs in a seamless fashion, and extending the field of view are addressed. The signal and noise propagation in the imager was modeled as a cascade of linear-systems and used to predict objective image quality parameters such as the spatial frequency-dependent modulation transfer function (MTF), noise power spectrum (NPS) and detective quantum efficiency (DQE). The theoretical predictions were compared with experimental measurements of the MTF, NPS and DQE of a single 8 x 8-cm module coupled to a 450-microns thick CsI:Tl at x-ray beam quality appropriate for cardiovascular fluoroscopy. The measured limiting spatial resolution (10% MTF) was 3.9 cy/mm and 3.6 cy/mm along the two orthogonal axes. The measured DQE(0) was ~0.62 and showed no dependence with incident exposure rate over the range of measurement. The experimental DQE measurements demonstrated good agreement with the theoretical estimate obtained using the parallel-cascaded linear-systems model. The temporal imaging properties were characterized in terms of image lag and showed a first frame image lag of 0.9%. The imager demonstrated the ability to provide images of high and uniform spatial resolution, while preserving and potentially improving on DQE performance at dose levels lower than that currently used in clinical practice. These results provide strong support for potential adaptation of this type of imager for cardiovascular and pediatric angiography

Anuário Científico – 2009 & 2010 Resumos de Artigos, Comunicações, Teses, Patentes, Livros e Monografias de Mestrado

O Conselho Técnico-Científico do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa (ISEL), na senda da consolidação da divulgação do conhecimento e da ciência desenvolvidos pelo nosso corpo docente, propõe-se publicar mais uma edição do Anuário Científico, relativa à produção científica de 2009 e 2010. A investigação, enquanto vertente estratégica do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa (ISEL), tem concorrido para o seu reconhecimento nacional e internacional como instituição de referência e de qualidade na área do ensino das engenharias. É também nesta vertente que o ISEL consubstancia a sua ligação à sociedade portuguesa e internacional através da transferência de tecnologia e de conhecimento, resultantes da sua atividade científica e pedagógica, contribuindo para o seu desenvolvimento e crescimento de forma sustentada. São parte integrante do Anuário Científico todos os conteúdos com afiliação ISEL resultantes de resumos de artigos publicados em livros, revistas e atas de congressos que os docentes do ISEL apresentaram em fóruns e congressos nacionais e internacionais, bem como teses e patentes. Desde 2002, ano da publicação da primeira edição, temos assistido a uma evolução crescente do número de publicações de conteúdos científicos, fruto do trabalho desenvolvido pelos docentes que se têm empenhado com afinco e perseverança. Contudo, nestes dois anos (2009 e 2010) constatou-se um decréscimo no número de publicações, principalmente em 2010. Uma das causas poderá estar diretamente relacionada com a redução do financiamento ao ensino superior uma vez que limita toda a investigação no âmbito da atividade de I&D e da produção científica. Na sequência da implementação do Processo de Bolonha em 2006, o ISEL promoveu a criação de cursos de Mestrado disponibilizando uma oferta educativa mais completa e diversificada aos seus alunos, mas também de outras instituições, dotando-os de competências inovadoras apropriadas ao mercado de trabalho que hoje se carateriza mais competitivo e dinâmico. Terminados os períodos escolar e de execução das monografias dos alunos, os resumos destas são igualmente parte integrante deste Anuário, no que concerne à conclusão dos Mestrados em 2009 e 2010.A fim de permitir uma maior acessibilidade à comunidade científica e à sociedade civil, o Anuário Científico será editado de ora avante em formato eletrónico. Excecionalmente esta edição contempla publicações referentes a dois anos – 2009 e 2010