高纯锗核辐射探测器

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1、高纯锗核辐射探测器本文由wang198592533贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第卷第期月核电子学与探测技术.年高纯锗核辐射探测器孙雪瑜北京核仪器厂本文综述和,射线能谱分析用的高纯锗探测器绍制备,,阐述探测器对原始材料的要求,,介结构和性能参数.,并与硅射线探测器,锗锉射线探测器和碘化钠,射线闪烁探测器进行了对比关诃半导体探测器,高纯锗,,制备,性能,高纯锗探测器具有能量分辨率高线性范围宽'毛.一探测效率高,,性能稳定,能在室温存放等优点,在核辐射探测领域中',受到人们极大重视发展很快

2、型锗,,,.早期的锗探测器是甩杂质浓度补偿高阻来实现的一.的,通过铿离子漂移技术获得护一年,〔和幻.彭〕次研制出净杂质浓度落首燕的锗单晶,,接着又制成了高纯锗探测器.又经过一年努力高纯锗探测器已逐步取代了锉,漂移锗探测器近年来,随着高纯锗材料质量进一步提高器件制备中引进新工艺和配罩低噪声电子学系统,高纯锗探测系统的性能有了明显改进对,,应用范围日益扩大的丫目前高纯锗探测器所达到的指标是射线的能量分辫率,相对探测效率帕对"射线分辨率小于能谱仪,射线能量范围一色主要用于高分辨率的探测高能粒子等一净杂质浓度',材,料,探测器性能与原始高纯锗单晶质量

3、有紧密联系根据探测器的用途.被测射线的性质.所需灵敏体积的大小以及现阶段材料和器件工艺所能达到的水平确定的净杂质浓度要求在型号型和型单晶都可用来制作探测器,一.'.厂之间基型的高纯锗较之基型的具的作有两个显著优点迁移率用下,一是窗薄善于探测较低能量的粒子.二是抗辐射能力强.,它在一定程度上反映单晶的杂质含量和晶格完整性林.在电场灵敏区内载流子的漂移速度护.,优质探测器的.,应该大于载流子的饱和运但无位错的材料不能用来,,动速度,这样才能使载流子被有效地收集起来位错密度戈,晶格完整性,,一股要求小于.一制作探测器因为它有大量空位其作用犹如强电荷

4、俘获中心位错分布要均匀若存在局部密集区电场分布将发生畸变其有害作用更大,位错的影响是各向异性的〔晶〕向比.【一.〕响要小影使用一",〔方〕向的晶体仍能制作出高分辨率探测器平底坑密度愈少愈好心其密度铜,,它是由硅氧络化物的诸中沉积形成的是探测器中空穴俘获中,,..,.一'的材料不适合作探测器在约,,啾一'时已能观测到电荷俘获的作用,镍被,锌等杂质以及其他晶格缺陷在禁带中引入深能级,它们起复合中心的作用浓度,严重影响到探测器的分辨本领,尤以铜的影响最大其含量不得超过材料的净杂质..分析深能级杂质对探测器的作用是当今主要研究课题之一氢碳,硅等中性杂

5、质及其络合物也是一些俘获中心,.应当尽力降低其含最一综上所述优质探测器材料的指标大致可归纳为,,净杂质浓度血一,气迁移一,率...倪丫位错密度,分布均匀,平底坑复合和俘获中心尽可能少,单晶尺寸尽可能大而且有较好的纵向和径向均匀性二图示出了常用探测器管芯结构,结构与封装高分辨率和丫射线用的探测器,,灵敏体积较小,可制成平面型高探测效率的探测器要求灵敏体积尽量大'平制成同轴型图,平面型探测器示出的一般以制成尽可能护里七逻'斗,《势垒城注入,,,…戴套面型可以充分利用原材料大的探测器场分布,图所示的沟槽型可改善电,减小漏电流,降低噪声,对高分辨,率

6、的探测器比较适用.这两种结构的特点是入射窗.灵敏体积与直径才,耗尽层厚度有关的能最丫薄,可测到典型尺寸为小咭一同轴型探测器由'",常规电极型图一,面盆或注人',,扩金到洛型锗制成可适用的能量范围为图探测器的几何形状示意图,入射窗较厚图,,灵敏区与真有关择,以探测效率反的探测器为例肠冉型尺寸,朴.能最范围为,芯内径一,芯长,倒置电极型,由.型锗制成窗薄,可适用的.窗薄抗中子辐照能力强用于一其他性能同常规电极型能量范围,,低能锗探测器器直径和耗尽层厚度有关型,图,灵敏区与探测同轴型和平面离子注入电极消除了的大面积器件,谱的干扰一,电容窗薄,小于可

7、制成,小图,分辨率较高,井型锗探测器侧效率高,能量范围但电容较大对小的被测样品探扭,接近.接触典型尺寸外径,井直径井壁内深,致冷装置由真空室和桂瓦瓶两部分组成保持清洁切一其结构和体积视具体要求而定,真空室必须避免低温时杂质凝固在探测器表面杜瓦瓶要具有良好的隔热性能使其性能哀变液氮消耗最小,室内真空度一般约在,并防止液氮沸腾形成的颇噪声争每统,和用高纯锗探测器能在童温下存放的特点适用于各种场合如姆井等野外间断测量,,,已经发展了一种轻便式高哟锗探测器系,反应堆燃料池的监测等,一.'这种系统能在任,意方位上正常工作时耐潮耐酸耐有机溶剂等恶劣气氛灌

8、住液氮,,,系统重仅'一旅液氮保持一,只要使用前约便可投入使用三·,性能优质探测器内各点的电场吸皮应大于一,电参数灵敏区的场强及其分布决定电荷的运动和收集,漏电流对