碲锌镉像素核辐射探测器原理及实验特性研究

发布时间：2024-12-19 02:41

　　近年来，半导体核辐射探测器的发展相当迅速。这类探测器已经广泛地应用于核物理学、X射线和伽玛射线天文学，以及核医学等诸多领域。与气体探测器和闪烁体探测器相比，半导体探测器的成像性能更为优异，能谱分辨能力也更强，同时还可以使整个探测系统的结构更为紧凑。特别是最近三年来，“神光-III原型”及“LAMOST”等国家大型科学装置的落成，为我国核物理学、高能物理学和天体物理学等诸多研究提供了新平台，开拓了新领域，提供了新契机，为取得进一步重大科研成果奠定了坚实的基础。因此，已经形成了以大科学装置为基础的一系列后续科研课题，产生了对高能射线能谱探测及成像诊断技术的新需求。 CdZnTe晶体材料对硬X射线和伽玛射线的截止能力和探测量子效率都很高，适合探测范围10keV¹.5MeV能量的光子，特别是在10～100keV能量范围内，其能量探测效率可以达到90%以上。不断成熟的晶体生长方法与工艺，不断优化的探测器结构以及不断完善的信号处理技术，都使得CdZnTe探测器的性能越来越优异，在核辐射探测领域起着越来越重要的作用，成为现在室温半导体辐射探测领域的热点，受到世界各国的高度重...

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2硬X射线空间望远镜Simbol-X中的CdZnTe探测器Fig.1.2HighEnergyDetectorbasedonCdZnTeinSimbol-X

能谱分辨率在662keV处为5%,如图1.1所示[16]。在欧洲，法国CNE意大利ASI正在联合研制0.5-80keV的硬x射线空间望远镜Simbol-x，该项目计划2014年发射升空,其中的高能探测如图1.2所示。日本也在进行类似空间望远镜研制，项目名称为....

图1.1哈佛大学Smithsonian天体物理中心开发的CdZnTe像素阵列探测器阵列Fig.1.1PixellatedCdZnTeimagingsystemforBurstAlertTelescopeinHarvardSmithsonianCenterforAstrophysics

重庆大学博士学位论文拼装，模块尺寸为2×2×0.5cm3，模块像素阵列为8×8单元，实现的成像分辨率arcmin，能谱分辨率在662keV处为5%,如图1.1所示[16]。在欧洲，法国CNES意大利ASI正在联合研制0.5-80keV的硬x射线空间望远镜Si....

图2.1CdZnTe晶体结构示意图

了CdZnTe材料的结构和号感生过程以及单极性探型。矿结构，属于立方晶系，[52]。这种结构与金刚石做是由两类不同的原子各了四分之一的空间对角线处于正四面体的顶角位共价键的结合性质有一定的。所以，相邻的CdTe和均匀，而是在Te原子较强

图2.2Cd0.9Zn0.1Te晶体(110)表面原子结构的扫描隧道图像及其结构示意图

重庆大学博士学位论文反位起施主作用，Cd空位起受主作用，二者在晶体中的浓度很大程度上是由Zn含量决定的。对于闪锌矿结构的CdZnTe晶体，在其(110)面上同时具有Cd/Zn原子与Te原子的比为1:1，如图2.2所示[53]。垂直于[110]方向观察，可以发现它是由一系列....

本文编号：4017527