高純鍺核輻射探測(cè)器

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1、高純鍺核輻射探測(cè)器本文由wang198592533貢獻(xiàn)pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。第卷第期月核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù).年高純鍺核輻射探測(cè)器孫雪瑜北京核儀器廠本文綜述和,射線能譜分析用的高純鍺探測(cè)器紹制備,,闡述探測(cè)器對(duì)原始材料的要求,,介結(jié)構(gòu)和性能參數(shù).,并與硅射線探測(cè)器,鍺銼射線探測(cè)器和碘化鈉,射線閃爍探測(cè)器進(jìn)行了對(duì)比關(guān)訶半導(dǎo)體探測(cè)器,高純鍺,,制備,性能,高純鍺探測(cè)器具有能量分辨率高線性范圍寬'毛.一探測(cè)效率高,,性能穩(wěn)定,能在室溫存放等優(yōu)點(diǎn),在核輻射探測(cè)領(lǐng)域中',受到人們極大重視發(fā)展很快

2、型鍺,,,.早期的鍺探測(cè)器是甩雜質(zhì)濃度補(bǔ)償高阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的一.的,通過(guò)鏗離子漂移技術(shù)獲得護(hù)一年,〔和幻.彭〕次研制出凈雜質(zhì)濃度落首燕的鍺單晶,,接著又制成了高純鍺探測(cè)器.又經(jīng)過(guò)一年努力高純鍺探測(cè)器已逐步取代了銼,漂移鍺探測(cè)器近年來(lái),隨著高純鍺材料質(zhì)量進(jìn)一步提高器件制備中引進(jìn)新工藝和配罩低噪聲電子學(xué)系統(tǒng),高純鍺探測(cè)系統(tǒng)的性能有了明顯改進(jìn)對(duì),,應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大的丫目前高純鍺探測(cè)器所達(dá)到的指標(biāo)是射線的能量分辮率,相對(duì)探測(cè)效率帕對(duì)"射線分辨率小于能譜儀,射線能量范圍一色主要用于高分辨率的探測(cè)高能粒子等一凈雜質(zhì)濃度',材,料,探測(cè)器性能與原始高純鍺單晶質(zhì)量

3、有緊密聯(lián)系根據(jù)探測(cè)器的用途.被測(cè)射線的性質(zhì).所需靈敏體積的大小以及現(xiàn)階段材料和器件工藝所能達(dá)到的水平確定的凈雜質(zhì)濃度要求在型號(hào)型和型單晶都可用來(lái)制作探測(cè)器,一.'.廠之間基型的高純鍺較之基型的具的作有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)遷移率用下,一是窗薄善于探測(cè)較低能量的粒子.二是抗輻射能力強(qiáng).,它在一定程度上反映單晶的雜質(zhì)含量和晶格完整性林.在電場(chǎng)靈敏區(qū)內(nèi)載流子的漂移速度護(hù).,優(yōu)質(zhì)探測(cè)器的.,應(yīng)該大于載流子的飽和運(yùn)但無(wú)位錯(cuò)的材料不能用來(lái),,動(dòng)速度,這樣才能使載流子被有效地收集起來(lái)位錯(cuò)密度戈,晶格完整性,,一股要求小于.一制作探測(cè)器因?yàn)樗写罅靠瘴黄渥饔锚q如強(qiáng)電荷

4、俘獲中心位錯(cuò)分布要均勻若存在局部密集區(qū)電場(chǎng)分布將發(fā)生畸變其有害作用更大,位錯(cuò)的影響是各向異性的〔晶〕向比.【一.〕響要小影使用一",〔方〕向的晶體仍能制作出高分辨率探測(cè)器平底坑密度愈少愈好心其密度銅,,它是由硅氧絡(luò)化物的諸中沉積形成的是探測(cè)器中空穴俘獲中,,..,.一'的材料不適合作探測(cè)器在約,,啾一'時(shí)已能觀測(cè)到電荷俘獲的作用,鎳被,鋅等雜質(zhì)以及其他晶格缺陷在禁帶中引入深能級(jí),它們起復(fù)合中心的作用濃度,嚴(yán)重影響到探測(cè)器的分辨本領(lǐng),尤以銅的影響最大其含量不得超過(guò)材料的凈雜質(zhì)..分析深能級(jí)雜質(zhì)對(duì)探測(cè)器的作用是當(dāng)今主要研究課題之一氫碳,硅等中性雜

5、質(zhì)及其絡(luò)合物也是一些俘獲中心,.應(yīng)當(dāng)盡力降低其含最一綜上所述優(yōu)質(zhì)探測(cè)器材料的指標(biāo)大致可歸納為,,凈雜質(zhì)濃度血一,氣遷移一,率...倪丫位錯(cuò)密度,分布均勻,平底坑復(fù)合和俘獲中心盡可能少,單晶尺寸盡可能大而且有較好的縱向和徑向均勻性二圖示出了常用探測(cè)器管芯結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)與封裝高分辨率和丫射線用的探測(cè)器,,靈敏體積較小,可制成平面型高探測(cè)效率的探測(cè)器要求靈敏體積盡量大'平制成同軸型圖,平面型探測(cè)器示出的一般以制成盡可能護(hù)里七邏'斗,《勢(shì)壘城注入,,,…戴套面型可以充分利用原材料大的探測(cè)器場(chǎng)分布,圖所示的溝槽型可改善電,減小漏電流,降低噪聲,對(duì)高分辨,率

6、的探測(cè)器比較適用.這兩種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是入射窗.靈敏體積與直徑才,耗盡層厚度有關(guān)的能最丫薄,可測(cè)到典型尺寸為小咭一同軸型探測(cè)器由'",常規(guī)電極型圖一,面盆或注人',,擴(kuò)金到洛型鍺制成可適用的能量范圍為圖探測(cè)器的幾何形狀示意圖,入射窗較厚圖,,靈敏區(qū)與真有關(guān)擇,以探測(cè)效率反的探測(cè)器為例腸冉型尺寸,樸.能最范圍為,芯內(nèi)徑一,芯長(zhǎng),倒置電極型,由.型鍺制成窗薄,可適用的.窗薄抗中子輻照能力強(qiáng)用于一其他性能同常規(guī)電極型能量范圍,,低能鍺探測(cè)器器直徑和耗盡層厚度有關(guān)型,圖,靈敏區(qū)與探測(cè)同軸型和平面離子注入電極消除了的大面積器件,譜的干擾一,電容窗薄,小于可

7、制成,小圖,分辨率較高,井型鍺探測(cè)器側(cè)效率高,能量范圍但電容較大對(duì)小的被測(cè)樣品探扭,接近.接觸典型尺寸外徑,井直徑井壁內(nèi)深,致冷裝置由真空室和桂瓦瓶?jī)刹糠纸M成保持清潔切一其結(jié)構(gòu)和體積視具體要求而定,真空室必須避免低溫時(shí)雜質(zhì)凝固在探測(cè)器表面杜瓦瓶要具有良好的隔熱性能使其性能哀變液氮消耗最小,室內(nèi)真空度一般約在,并防止液氮沸騰形成的頗噪聲爭(zhēng)每統(tǒng),和用高純鍺探測(cè)器能在童溫下存放的特點(diǎn)適用于各種場(chǎng)合如姆井等野外間斷測(cè)量,,,已經(jīng)發(fā)展了一種輕便式高喲鍺探測(cè)器系,反應(yīng)堆燃料池的監(jiān)測(cè)等,一.'這種系統(tǒng)能在任,意方位上正常工作時(shí)耐潮耐酸耐有機(jī)溶劑等惡劣氣氛灌

8、住液氮,,,系統(tǒng)重僅'一旅液氮保持一,只要使用前約便可投入使用三·,性能優(yōu)質(zhì)探測(cè)器內(nèi)各點(diǎn)的電場(chǎng)吸皮應(yīng)大于一,電參數(shù)靈敏區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)及其分布決定電荷的運(yùn)動(dòng)和收集,漏電流對(duì)