GaN核辐射探测器的性能研究

GaN作为第3代半导体材料,具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度大、抗辐射能力强等特点。制备了GaN半导体探测器,并应用该探测器对241 Amα粒子能谱进行测量,得到α粒子能谱的能量分辨率约30%。同时,以Si半导体探测器为标准,对GaN探测器进行了能量及探测效率的测量,得到探测器的探测效率最高可达80.1%。最后,应用Keithley 2635静电计对GaN探测器的I-V曲线等进行测试,发现在-15V偏压下,GaN探测器的本底电流密度小于70nA/cm2。

GaN基光导型X射线探测器的光淬灭研究

利用先进的半导体微加工技术制备了GaN基光导型X射线探测器,观察到其在荧光灯照射下对X射线的光电流响应有明显降低的光淬灭现象,以及在荧光灯关闭和开启瞬间电流值的突变现象,设计了各种不同情形下的光电流响应实验对这一光淬灭以及电流值突变现象进行了分析和研究,光淬灭主要是由于空穴陷阱和复合中心作用产生,而在荧光灯关闭和开启的瞬间,电流值的突变是由于荧光中某种波长的紫外光激发价带中的电子跃迁至导带中所致。

SiO_2钝化层对GaN基PIN结构核探测器漏电流的影响

成功地制备了有SiO2钝化层和无SiO2钝化层的GaN基PIN结构核辐射探测器,并对二者的I-V特性进行了测试。实验结果表明,SiO2钝化层的存在显著地降低了GaN基PIN结构核辐射探测器的反向漏电流,在-40V的反向偏压情况下,漏电流约有2个数量级的降低。实验过程中观测到随着反向偏压的增大,SiO2钝化层对器件反向漏电流的抑制效应更明显。建立了一种表面沟道模型解释了SiO2钝化层对漏电流的影响。

自支撑GaN基核辐射探测器的Ⅰ-V特性研究

使用自支撑GaN基材料制备了Schottky结构核辐射探测器,研究了探测器不同偏压扫描下的I-V特性。偏压从零偏向正偏扫描和从正偏向零偏扫描的I-V特性曲线并不重合;偏压从零偏向反偏扫描和从反偏向零偏扫描的曲线不重合性并没有正偏明显。测试并分析了PL谱图,得出I-V特性曲线不重合的原因是:从零偏到正偏的导电机制是热生载流子,正偏到零偏的导电机制是大注入的非平衡载流子。