基于非晶硒膜的X射线探测器制作及性能研究
发布时间：2021-10-21 00:16
非晶硒由于具有直接转换X射线能量的特性,可用于制备直接转换型X射线探测器,然而现有非晶硒X射线探测器存在诸多不足,如材料制备真空度要求高(通常达10-3-10-4 Pa),材料易晶化（晶化温度一般为40-50?C）及器件驱动电压大（高达每微米几十至几百伏特）。为解决上述问题,本选题探索了低的真空度10-2 Pa下非晶硒膜的热蒸发制备工艺,并成功制备了不同厚度的非晶硒膜,最终采用金属-半导体-金属（MSM）结构制备了基于非晶硒膜的X射线光电子探测器样品。通过X射线衍射（XRD）谱、原子力形貌（AFM）图和紫外-可见光谱（UV-VIS）探索了不同退火温度样品的结构和光学性能,发现随着蒸发时间的增加,样品成膜质量更好,但样品的结晶温度有所降低,具体而言,经30分钟蒸发的样品在65?C时即出现部分结晶;但经45分钟蒸发的样品在65?C时就已经完全结晶;而对于60分钟蒸发的样品在60?C时便开始晶化。整体上,本实验制得非晶硒膜的结晶温度明显高于现有文献的报道。非晶硒X射线探测器的I-V特性曲线显示出器件具有良好的欧姆接触特性。进一...
【文章来源】：成都信息工程大学四川省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非晶硒和非晶硅平板探测器基本结构
成都信息工程大学硕士学位论文第二章 非晶硒 X 辐射探测器件制备及表征.1 非晶硒膜的制备及表征.1.1 制备设备及原理非晶硒探测器的制备主要依靠真空热蒸发和磁控溅射系统实现。设备实体图如图 2-1 所示。非晶硒膜的制备主要在热蒸发系统中完成，本实验自主搭建一个热蒸发制备系统，热蒸发系统主体为一圆柱腔体，腔体以外由真空泵单元环水单元和电路控制单元组成。腔体内底部放置有钼质坩埚，其具有良好的性和高的熔点，原料盛放在坩埚之中，通过高压电流加热坩埚，使得原料熔蒸发，坩埚底部连接有温度传感器用以实时温度检测。在腔体顶部为一高度节的衬底放置平台，衬底可以被固定在平台上，面朝坩埚。由坩埚蒸发的原上运动到达衬底实现原料在衬底上的沉积。衬底平台依旧连接有温度传感器度控制装置，可以实现衬底加热和衬底温度检测。
成都信息工程大学硕士学位论文随着球半径增大而致密度降低，显然，衬底距离更低时，衬底有更大机会去更大扩散角度 1 内分布的原子，反之，衬底远离蒸发源时，由于衬底对应的角度 2 减小，使得衬底可吸附原子数量降低。当衬底距离蒸发源更近时，虽对应了更大的扩散角度，但是近距里的原子能量也很大，遇衬底反弹和逃离的几率也更大，故最终不一定会沉积更多非晶硒材料；同时，由于衬底距离，更容易接收到来自于蒸发源的热传递（主要是热辐射，以及气体引起的热），这对于非晶硒这类对温度很敏感的材料沉积是不利的。本课题尝试了在衬离分别为 20 cm，25 cm，30 cm 时的成膜实验，发现衬底距离为 30 cm 时，膜大，且孔洞最少，同时结合相关参考文献，最终确定了 30 cm 的最佳衬底-蒸距离。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国射线检测技术现状及研究进展[J]. 邬冠华,熊鸿建. 仪器仪表学报. 2016(08)
[2]数字射线检测技术专题（一）——概述[J]. 郑世才. 无损检测. 2012(01)
[3]用于X射线探测器的非晶硒薄膜的制备及其性能的研究[J]. 邵胜子,陈泽祥. 电子元器件应用. 2011(08)
[4]数字化影像设备CR和DR[J]. 卫阿盈. 医疗卫生装备. 2006(02)
[5]工业射线照相的发展史[J]. 李衍. 无损检测. 2003(05)
[6]平板式探测器和常规X射线数字化成像未来[J]. 郭长运. 医疗设备信息. 2002(02)
[7]未来的直接数字化成像系统[J]. 王佩锞,严勇. 中国体视学与图像分析. 1999(04)
本文编号：3447867
【文章来源】：成都信息工程大学四川省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非晶硒和非晶硅平板探测器基本结构
成都信息工程大学硕士学位论文第二章 非晶硒 X 辐射探测器件制备及表征.1 非晶硒膜的制备及表征.1.1 制备设备及原理非晶硒探测器的制备主要依靠真空热蒸发和磁控溅射系统实现。设备实体图如图 2-1 所示。非晶硒膜的制备主要在热蒸发系统中完成，本实验自主搭建一个热蒸发制备系统，热蒸发系统主体为一圆柱腔体，腔体以外由真空泵单元环水单元和电路控制单元组成。腔体内底部放置有钼质坩埚，其具有良好的性和高的熔点，原料盛放在坩埚之中，通过高压电流加热坩埚，使得原料熔蒸发，坩埚底部连接有温度传感器用以实时温度检测。在腔体顶部为一高度节的衬底放置平台，衬底可以被固定在平台上，面朝坩埚。由坩埚蒸发的原上运动到达衬底实现原料在衬底上的沉积。衬底平台依旧连接有温度传感器度控制装置，可以实现衬底加热和衬底温度检测。
成都信息工程大学硕士学位论文随着球半径增大而致密度降低，显然，衬底距离更低时，衬底有更大机会去更大扩散角度 1 内分布的原子，反之，衬底远离蒸发源时，由于衬底对应的角度 2 减小，使得衬底可吸附原子数量降低。当衬底距离蒸发源更近时，虽对应了更大的扩散角度，但是近距里的原子能量也很大，遇衬底反弹和逃离的几率也更大，故最终不一定会沉积更多非晶硒材料；同时，由于衬底距离，更容易接收到来自于蒸发源的热传递（主要是热辐射，以及气体引起的热），这对于非晶硒这类对温度很敏感的材料沉积是不利的。本课题尝试了在衬离分别为 20 cm，25 cm，30 cm 时的成膜实验，发现衬底距离为 30 cm 时，膜大，且孔洞最少，同时结合相关参考文献，最终确定了 30 cm 的最佳衬底-蒸距离。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国射线检测技术现状及研究进展[J]. 邬冠华,熊鸿建. 仪器仪表学报. 2016(08)
[2]数字射线检测技术专题（一）——概述[J]. 郑世才. 无损检测. 2012(01)
[3]用于X射线探测器的非晶硒薄膜的制备及其性能的研究[J]. 邵胜子,陈泽祥. 电子元器件应用. 2011(08)
[4]数字化影像设备CR和DR[J]. 卫阿盈. 医疗卫生装备. 2006(02)
[5]工业射线照相的发展史[J]. 李衍. 无损检测. 2003(05)
[6]平板式探测器和常规X射线数字化成像未来[J]. 郭长运. 医疗设备信息. 2002(02)
[7]未来的直接数字化成像系统[J]. 王佩锞,严勇. 中国体视学与图像分析. 1999(04)
本文编号：3447867
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